Razmjena masti
Metabolizam masti - skup procesa transformacije masti u tijelu. Masti - energetski i plastični materijal, dio su membrana i citoplazme stanica. Dio masnoće se nakuplja u obliku rezerve u potkožnom masnom tkivu, velikom i malom omentumu i oko nekih unutarnjih organa (bubrega) - 30% ukupne tjelesne težine. Glavnina masti je neutralna masnoća koja je uključena u metabolizam masti. Dnevna potreba za masti - 70-100 g
Neke masne kiseline su neophodne za tijelo i moraju potjecati iz hrane - to su polinezasićene masne kiseline: linolenske, linolenske, arahidonske, gama-aminobutirne (morski plodovi, mliječni proizvodi). Gama-aminobutirna kiselina je glavna inhibitorna tvar u središnjem živčanom sustavu. Zahvaljujući tome, redovito se mijenjaju faze sna i budnosti, ispravan rad neurona. Masti se dijele na životinje i biljke (ulja), koje su vrlo važne za normalan metabolizam masti.
Faze metabolizma masti:
1. enzimska razgradnja masti u probavnom traktu do glicerina i masnih kiselina;
2. stvaranje lipoproteina u crijevnoj sluznici;
3. transport lipoproteina u krvi;
4. hidroliza tih spojeva na površini staničnih membrana;
5. apsorpcija glicerola i masnih kiselina u stanice;
6. sinteza vlastitih lipida iz masti;
7. oksidacija masti oslobađanjem energije, CO2 i vode.
Uz višak unosa masti iz hrane, prelazi u glikogen u jetri ili se odlaže u rezervu. Uz hranu bogatu mastima, osoba prima masnoće poput fosfatida i stearina. Fosfatidi su potrebni za izgradnju staničnih membrana, jezgara i citoplazme. Bogati su živčanim tkivom.
Glavni predstavnik stearina je kolesterol. Norma u plazmi iznosi 3,11 - 6,47 mmol / l. Kolesterol je bogat žumanjkom, maslacem, jetrom. Neophodan je za normalno funkcioniranje živčanog sustava, reproduktivnog sustava, iz kojeg se grade stanične membrane i spolni hormoni. U patologiji to dovodi do ateroskleroze.
Ugljikohidratni metabolizam - skup transformacija ugljikohidrata u tijelu. Ugljikohidrati - izvor energije u tijelu za izravnu uporabu (glukoza) ili stvaranje depoa (glikogen). Dnevna potreba - 400-500 gr.
Faze metabolizma ugljikohidrata:
1. enzimsku razgradnju ugljikohidrata hrane do monosaharida;
2. apsorpcija monosaharida u tankom crijevu;
3. taloženje glukoze u jetri u obliku glikogena ili njegove izravne uporabe;
4. razgradnju glikogena u jetri i protok glukoze u krv;
5. oksidacija glukoze oslobađanjem CO2 i vode.
Ugljikohidrati se apsorbiraju u probavnom traktu u obliku glukoze, fruktoze i galaktoze. Oni ulaze u rotacijsku venu u jetru, gdje se pretvaraju u glukozu, koja se nakuplja u obliku glikogena. Proces glukoze u glikogen u jetri - glikogeneza.
Glukoza je stalna komponenta krvi i normalno je 4,44-6,67 mmol / l (80 - 120 mg /%). Povećana razina glukoze u krvi - hiperglikemija, smanjenje - hipoglikemija. Smanjenje razine glukoze na 3,89 mmol / l (70 mg /%) uzrokuje osjećaj gladi, do 3,22 mmol / l (40 mg /%) - javljaju se konvulzije, delirij i gubitak svijesti (koma). Proces razgradnje glikogena u jetri do glukoze je glikogenoliza. Proces biosinteze ugljikohidrata iz produkata raspadanja masti i proteina je glikoneogeneza. Proces razdvajanja ugljikohidrata bez kisika akumulacijom energije i stvaranjem mliječne i piruvične kiseline - glikoliza. Kada se glukoza poveća u hrani, jetra je pretvara u mast, koja se zatim koristi.
Prehrana - složen proces primanja, probave, apsorpcije i asimilacije hranjivih tvari u tijelu. Optimalni omjer proteina, masti i ugljikohidrata za zdravu osobu: 1: 1: 4.
194.48.155.245 © studopedia.ru nije autor objavljenih materijala. No, pruža mogućnost besplatnog korištenja. Postoji li kršenje autorskih prava? Pišite nam | Kontaktirajte nas.
Onemogući oglasni blok!
i osvježite stranicu (F5)
vrlo je potrebno
Faze metabolizma ugljikohidrata;
1. faza. Odcjepljenje polisaharida i njihova apsorpcija u krv, ugljikohidrati ulaze u tijelo s hranom i razdvajaju se u duodenumu i gornjem tankom crijevu do monosaharida, a za detalje o kršenju probave i apsorpcije ugljikohidrata vidi udžbenik str.
2. faza. Odlaganje ugljikohidrata: Ugljikohidrati se talože u obliku glikogena u jetri i mišićima, au obliku triglicerina u masnom tkivu - oko 90% isisanih monosaharida ulazi u krvotok, a zatim u jetru, gdje se pretvaraju u glikogen (čime se osiguravaju procesi glikogeneze). % ugljikohidrata kroz limfni sustav s trenutnom limfom širi se na sva tkiva u tijelu.
Kršenje taloženja ugljikohidrata je:
· U smanjenje depozita glukoza u obliku glikogena - a) povezana je sa sintezom glikogena u bolestima jetre (hepatitis, trovanje fosforom, CCl)4, hipoksija, B 'i C hipoavitaminoza, endokrini poremećaji - dijabetes, Addisonova bolest, tirotoksikoza,, ton, ps), kada hepatociti nisu u stanju sintetizirati glikogen; b) u nasljednim bolestima - aglikogenoza i glikogenoza 0, koje karakterizira defekt enzima glikogen sintetaza, naslijeđen na autosomno recesivan način; c) zbog povećane razgradnje glikogena (glikogenoliza) u uvjetima CNS ekscitacije, groznice, stresa.
· u poboljšanju depozita - to uključuje varijante patološkog taloženja glikogena, kao posljedicu nasljednih defekata enzima metabolizma glikogena (poznato je 12 tipova glikogenoze, vidi udžbenik str. 274-275)
Jedna od najvažnijih manifestacija kršenja odlaganja ugljikohidrata je hipoglikemija.
3. faza. Srednji metabolizam ugljikohidrata uključuje sve transformacije ugljikohidrata od trenutka ulaska u stanicu do formiranja krajnjih produkata CO2 i H2O:
- glikoliza - anaerobna oksidacija glukoze u piruvat i laktat;
- aerobna razgradnja glu - oksidativne dekarboksilacije piruvata u ac - Co A (piruvat se pretvara pomoću kompleksnog enzimskog kompleksa - piruvat dehidrogenaznog sustava, od kojih je vitamin B koenzim);
- TsTK- također zahtijeva koenzim - Vitamin B za određene enzime ovog metaboličkog puta;
- ciklus pentoznog fosfata ili shunt opskrba NADPH2, potrebne za sintezu masnih kiselina, kolesterola i steroidnih hormona, te riboz-5-fosfata, koji se mogu koristiti u biosintezi RNA i DNA.
Intermedijarni poremećaji metabolizma sastoje se od prebacivanja puteva aerobnog metabolizma glukoze u anaerobnu razgradnju, što se promatra kada
• Patologija dišnog sustava i kardiovaskularnog sustava
· Hipoavitaminoza B 'i C
Posljedice kršenja tri stupnja metabolizma ugljikohidrata uključuju: a) metaboličku acidozu, zbog nakupljanja laktata i piruvata; b) s ats-Co A, a time i of formiranje ATP, NADF · H2 i sintezu acetilkolina; c) aktivnost ciklusa pentoznog fosfata, što dovodi do sinteze kolesterola, FA, NA, hormona.
4. faza. Izolacija glukozom i njezina reapsorpcija - kršenje ove faze sastoji se u:
· smanjenje filtriranja glukoze u slučaju zatajenja bubrega ili u blood bubrežnoj cirkulaciji, kada glukoza nije prisutna u mokraći čak i ako glikemija prelazi prag bubrega (8,8–9,9 mmol / l), jer se pod tim uvjetima filtrira manje glukoze i sve ima vremena da se reapsorbira u proksimalno tubule bubrega;
· u povećanju filtriranja glukoze što je opaženo u bubrežnoj glukozuriji;
· U smanjenje reapsorpcije ljepila u slučaju nefropatije, kada se glukoza može pojaviti u mokraći čak iu uvjetima normoglikemije, zbog tih činjenica nije moguće postaviti dijagnozu dijabetesa samo razinom glukoze u urinu.
Regulacija metabolizma ugljikohidrata.
Razina glukoze u krvi je najvažniji čimbenik u homeostazi organizma u cjelini i kriterij adekvatnosti regulacije metabolizma ugljikohidrata. Normalne razine glukoze u krvi održavaju središnji živčani sustav, crijeva, jetra, bubrezi, gušterača, nadbubrežne žlijezde, masno tkivo i drugi organi.
Ako je ugrožen metabolizam ugljikohidrata, može se razviti hiperglikemija (koncentracija glukoze> 5,5 mmol / l) i hipoglikemija (koncentracija glukoze 2 + endoplazmatski retikulum).
Metabolički učinak kompleksa inzulina uključuje 8 učinaka na metabolizam ugljikohidrata, lipida, proteina, NK (znati ih - udžbenik na str. 278-279).
Učinci inzulina: 1) it -t propusnost staničnih membrana u mišićima i masnom tkivu za glu, natrijeve ione, kalij, AK, za ketonska tijela u mišićima;
2) povećana glikogeneza u jetri aktivacijom glikogen sintetaze;
3) aktivira enzim heksokinazu, koja fosforilira glu;
4) smanjuje glikogenolizu, inhibirajući djelovanje fosfataze i fosforilaze;
5) smanjuje aktivnost enzima glukoneogeneze;
6) aktivira sintezu proteina;
7) pojačava sintezu triglicerida iz ugljikohidrata;
8) ubrzava korištenje propusta u TCA i PFS.
Dakle, inzulin je anabolički hormon koji osigurava anti-katabolički učinak u metabolizmu.
test_kontrol_2001_s_otvetami
1. Akutni virusni hepatitis "A".
2. Akutni virusni hepatitis "B".
3. Alkoholno oštećenje jetre.
4. Opstruktivna žutica.
5. Hemolitička žutica.
Udio nekonjugiranog bilirubina u ukupnom bilirubinu je više od 90%
1. Bolesti Gilberta
2. Kronični perzistentni hepatitis
3. Rak Vater Nipple.
4. Žutica opstrukcije.
5. Akutni virusni hepatitis.
U bolesnika s žuticom, povećanje serumske aktivnosti
5` -nukleotidaza> GGTP> ALP> ALT> AST je najkarakterističnija
1. Akutni virusni hepatitis "A".
2. Akutni virusni hepatitis "B".
3. Alkoholno oštećenje jetre.
4. Opstruktivna žutica.
5. Hemolitička žutica.
Informativni test citolitičkog sindroma je
povećanje serumske aktivnosti
4. GGTP, sorbitol dehidrogenaza.
5. Sve navedeno.
Informativni pokazatelj smanjenja sposobnosti sinteze jetre je
1. Povećan albumin.
2. Smanjena aktivnost transaminaza.
3. Smanjen protrombin.
4. Poboljšanje fibrinogena.
5. Sve navedeno.
Hepatocit citokrom P-450 osigurava
1. Sinteza glikogena.
2. Ksenobiotska detoksikacija.
3. Sinteza masnih kiselina.
4. Sinteza žučnih kiselina.
5. Sve gore navedeno je točno.
Povećanje seruma je karakteristično za toksični učinak alkohola na jetru.
2. Proizvodi razgradnje fibrina.
3. Aktivnosti GGTP-a.
4. Aktivnost kolinesteraze.
5. Aktivnost kisele fosfataze.
Najviša aktivnost AsAT u hepatocitima detektirana je u:
3. Golgijev aparat.
5. Plazma membrana.
S porazom hepatocita najveći relativni porast seruma
Karakteristično je za povećanje serumske aktivnosti sorbitol dehidrogenaze
1. Bolest srca.
2. Bolest jetre.
3. Bolesti skeletnih mišića.
4. Oštećenje bubrega.
5. Bolesti gušterače.
Međunarodna klasifikacija dijeli fermenite u šest klasa.
prema njihovim
1. Molekulska masa.
2. Specifičnost supstrata.
3. Učinkovitost katalize.
4. Vrsta katalizirane reakcije.
5. Pripadnost organima.
Aktivnost kisele fosfataze je viša u serumu nego u plazmi
1. Enzim se oslobađa iz trombocita kada se stvara ugrušak..
2. U plazmi se enzim sorbira na fibrinogen.
3. Gubitak enzimske polimerizacije događa se u plazmi.
4. U serumu se aktivira enzim.
Inhibitori enzima su prisutni u plazmi.
Pacijent s akutnom boli u prsima ili trbuhu
relativno povećanje serumske aktivnosti QA> AST> ALT >>
GGTP> amilaza. Najvjerojatnija dijagnoza
1. Akutni pankreatitis.
2. Akutni virusni hepatitis.
3. Bubrežna kolika.
4. Infarkt miokarda.
5. Akutni upala pluća.
Pacijent s akutnom boli u prsima ili trbuhu
relativni porast aktivnosti lipaze u serumu> amilaza >>
ALT> AST >> KK. Najvjerojatnija dijagnoza
1. Akutni pankreatitis.
2. Akutni virusni hepatitis.
3. Bubrežna kolika.
4. Infarkt miokarda.
5. Akutni upala pluća.
Pacijent s akutnom boli u prsima ili trbuhu
povećana aktivnost ALT u serumu> GGTP>
AST> amilaza >> KK. To je tipično za
1. Akutni pankreatitis.
2. bubrežna kolika.
3. Patologija hepatocelula.
4. Infarkt miokarda.
5. Plućna embolija.
Najviše ukazuje na povećanu resorpciju kosti
je povećanje serumske aktivnosti
1. Alkalna fosfataza.
4. Tartarat-rezistentna kisela fosfataza.
Kod raka prostate se uglavnom povećava.
3. Alkalna fosfataza.
4. Fosfataza tartaratne kiseline.
Za dijagnozu opstruktivne žutice preporučljivo je odrediti
serumske aktivnosti
2. LDH izoenzimi.
5. Izoenzimi kreatin kinaze.
Enzim izlučen u krv je
2. Alkalna fosfataza.
Oznake kolestaze su
2. Izoenzimi LDH i kreatin kinaze.
3. Histidaza, urokinaza.
4. 5'-nukleotidaza, GGTP, alkalna fosfataza.
5. Svi gore navedeni enzimi.
Hemoliza crvenih krvnih stanica povećava aktivnost
Intracelularni medijator djelovanja hormona može biti
5. Sve gore navedeno je istina..
Hormoni mogu biti
5. Bilo koja od navedenih tvari.
1. Snižava razinu kalcija u krvi.
2. Povećava razinu kalcija u krvi.
3. Povećava razinu fosfora u serumu.
4. Ne utječe na razinu kalcija i fosfora u serumu.
5. ometa izlučivanje kalcija i fosfora s urinom.
Utječe se na razinu aldosterona u krvnom serumu
1. Položaj tijela.
2. Sadržaj natrija u hrani.
3. Razina renina u plazmi.
4. Sadržaj kalija u plazmi.
5. Sve navedeno.
Serumske razine aldosterona rastu s
1. Conn sindrom.
2. Hipertenzivna srčana bolest (maligni oblik).
3. Hiperplazija nadbubrežne kore.
4. Sve ove bolesti.
5. Niti jedna od navedenih bolesti.
Poremećaji taloženja ugljikohidrata
Normalno, ugljikohidrati se talože u obliku glikogena. Molekula glikogena može sadržavati do milijun monosaharida. U ovom slučaju dolazi do kristalizacije glikogena i nema osmotskog učinka. Ovaj oblik je prikladan za čuvanje u kavezu. Ako se takva količina molekula glukoze otopi, stanica će se raspasti zbog osmotskih sila. Glikogen je deponirani oblik glukoze. Sadrži ga gotovo sva tkiva. Pogotovo u jetri i mišićima, u stanicama živčanog sustava količina glikogena je minimalna. Mišićni glikogen se koristi kao izvor energije za vrijeme intenzivnog fizičkog napora. Glikogenoliza jetre se aktivira kao odgovor na smanjenje koncentracije glukoze tijekom pauze u obroku ili kao odgovor na stresne učinke. Glavni hormoni koji aktiviraju gliko-genolizu su glukagon, adrenalin (epinefrin) i kortizol.
Hormonska regulacija glikogenolize
Utjecaj na glikogenolizu
Nadbubrežna medula
Poremećaji taloženja ugljikohidrata, prije svega, uključuju smanjenje sinteze glikogena, povećanu razgradnju glikogena i patološko taloženje glikogena.
Smanjena sinteza glikogena. Među etiološkim čimbenicima zabilježeno je, prvo, toksično oštećenje hepatocita (bakterijske i virusne mikroflore, trovanje fosforom, tetraklorid ugljika itd.). Drugo, nedostatak kisika i, kao posljedica, izrazito smanjenje učinkovitosti formiranja ATP. Treće, smanjenje tona parasimpatičkog živčanog sustava. Četvrto, hipovitaminoza B i C. U petoj etiološkoj skupini nalaze se endokrine bolesti - šećerna bolest, tirotoksikoza, adrenalna insuficijencija (Addisonova bolest).
Povećana razgradnja glikogena. Prvo dolazi do povećane glikogenolize u jetri, u pozadini povećane aktivnosti simpatičkog živčanog sustava; drugo, s povećanom proizvodnjom hormona - stimulansima glikogenolize (adrenalin, glukagon, tiroksin i somatotropni hormon). Kod intenzivnog mišićnog rada, šoka, vrućice i emocionalnog napora uočava se povećanje simpatičkih učinaka i povećana koncentracija hormona koji stimuliraju glikogenolizu u krvi.
Patološko odlaganje glikogena. Riječ je o skupini nasljednih bolesti kod kojih se zbog genetskih defekata određenih enzima metabolizma glikogena javlja prekomjerna akumulacija u različitim organima, prvenstveno u jetri i skeletnim mišićima. Kod nekih tipova glikogenoze glikogen se sintetizira s oštećenom strukturom. Opisani su 12 oblika glikogenoze. Najčešći su:
Poremećaji taloženja ugljikohidrata
Poremećaji metabolizma ugljikohidrata
Poremećaji metabolizma ugljikohidrata su klasificirani prema koracima postupka. Postoji nekoliko takvih faza:
1. Unos hrane u gastrointestinalni trakt, razdvajanje na monosaharide u dvanaestopalačno crijevo i gornji tanko crijevo i njihova apsorpcija u krv.
2. Odlaganje ugljikohidrata.
H. Intermedijalni metabolizam ugljikohidrata:
- anaerobna i aerobna digestija glukoze;
- proces glukoneogeneze (sinteza glukoze iz prekursora ugljikohidrata).
4. Izolacija glukoze kroz glomerularni aparat bubrega s primarnom (privremenom) urinom i njezinom potpunom reapsorpcijom u bubrežnim tubulima.
Kršenje raspada i apsorpcije ugljikohidrata
Kršenje razgradnje ugljikohidrata. U zdravom tijelu hidroliza glikogena i prehrambenog škroba počinje u usnoj šupljini pod utjecajem sline a-amilaze. Monosaharidi se mogu apsorbirati u usnoj šupljini. U želucu nema enzima koji hidroliziraju ugljikohidrate. U šupljini tankog crijeva pod utjecajem α-amilaze soka gušterače, hidroliziraju se u dekstrine i maltozu (abdominalnu probavu). Na površini mikrovilla enterocita nalaze se sljedeći enzimi: saharoza, maltaza, laktaza, izomaltaza i drugi koji razgrađuju dekstrine i disaharide u monosaharide (parijetalna digestija).
Među najtipičnijim defektima može se pripisati nedostatak enzima disaharidaze: sukraze i izomaltaze, koji se uvijek manifestiraju u kombinaciji. Kao rezultat, disaharidi saharoze i izomaltoze nisu podijeljeni i tijelo ih ne apsorbira. Disaharidi koji se akumuliraju u crijevnom lumenu osmotski vežu značajnu količinu vode, što uzrokuje proljev (proljev). Pod tim uvjetima, također je moguće da epitelne stanice apsorbiraju određenu količinu disaharida. Međutim, oni ostaju metabolički neaktivni i u nepromijenjenom obliku vrlo brzo se izlučuju urinom. U slučaju defekata aktivnosti disaharidaze, opterećenje disaharidima ne uzrokuje hiperglikemiju u rasponu od 30-90 minuta, kao što je slučaj kod zdravih ljudi.
Poremećaji usisavanja. U zdravih ljudi, monosaharidi kao što su glukoza, galaktoza, fruktoza i pentoza se apsorbiraju u mikrovilijama epitelnih stanica tankog crijeva. Prijelaz monosaharida preko membrane epitelnih stanica odvija se sekundarnim aktivnim transportom uz obavezno sudjelovanje ATP-ovisne natrijeve pumpe i specifičnog nosača. U slučaju sekundarnog aktivnog transporta, energija elektrokemijskog gradijenta stvorenog za drugu tvar (natrijevi ioni) koristi se za prijenos jednog spoja (na primjer, glukoze).
Među etiološkim čimbenicima poremećaja apsorpcije ugljikohidrata razlikuju se sljedeće skupine:
1) upala sluznice tankog crijeva;
2) djelovanje toksina koji blokiraju proces fosforilacije i defosforilacije (floridin, mono jodoacetat);
H) nedostatak Na + iona, na primjer u hipofunkciji nadbubrežne kore;
4) kršenje dotoka krvi u crijevni zid;
5) kod novorođenčadi i dojenčadi moguća je nedovoljna aktivnost probavnih enzima i enzimskih sustava fosforilacije i defosforilacije ugljikohidrata. Kao primjer, predstavljamo sindrom nepodnošenja laktoze bez nedostatka laktaznih enzima i kongenitalnog sindroma nedostatka laktaze.
Sindrom netolerancije na laktozu bez nedostatka enzima laktaze javlja se maligno u prvim danima nakon rođenja u obliku teške proljeva, povraćanja, acidoze, laktosurija, a često i proteinurije. Otkrivena je i atrofija nadbubrežnih žlijezda i jetre, degeneracija bubrežnih tubula.
Kongenitalni nedostatak laktaze. Kod zdravih ljudi, laktaza razgrađuje laktozu u glukozu i galaktozu. Novorođenčad obično dobiva 50-60 g laktoze (s mlijekom) dnevno. Najkarakterističnija manifestacija nedostatka laktaze je proljev nakon konzumiranja mlijeka. Nehidrolizirana laktoza ulazi u donje dijelove tankog crijeva, gdje se fermentira crijevnom mikroflorom u obliku plinova (koji uzrokuju nadutost) i kiselina. Njihovo osmotsko djelovanje privlači veliku količinu vode u crijevnu šupljinu, što uzrokuje proljev. Istodobno, izmet ima kiselu pH vrijednost i sadrži laktozu, ponekad se primjećuje laktosurija. Tijekom vremena dijete razvija hipotrofiju. Ovaj se sindrom treba razlikovati od stečenog nedostatka laktaze (s enteritisom, upalnim bolestima debelog crijeva, sprue), kao i od nedostatka crijevne laktaze koji se javlja u odraslih.
Poremećaji taloženja ugljikohidrata
Normalno, ugljikohidrati se talože u obliku glikogena. Molekula glikogena može sadržavati do milijun monosaharida. U ovom slučaju dolazi do kristalizacije glikogena i nema osmotskog učinka. Ovaj oblik je prikladan za čuvanje u kavezu. Ako se takva količina molekula glukoze otopi, stanica će se raspasti zbog osmotskih sila. Glikogen je deponirani oblik glukoze. Sadrži ga gotovo sva tkiva. Pogotovo u jetri i mišićima, u stanicama živčanog sustava količina glikogena je minimalna. Mišićni glikogen se koristi kao izvor energije za vrijeme intenzivnog fizičkog napora. Glikogenoliza jetre se aktivira kao odgovor na smanjenje koncentracije glukoze tijekom pauze u obroku ili kao odgovor na stresne učinke. Glavni hormoni koji aktiviraju gliko-genolizu su glukagon, adrenalin (epinefrin) i kortizol.
Datum dodavanja: 2016-01-07; Pregleda: 394; PISANJE NALOGA
Hormonska regulacija metabolizma ugljikohidrata i masti
Glavni energetski resursi živog organizma - ugljikohidrati i masti imaju visoku rezervu potencijalne energije, lako se iz njih izvlače u stanicama enzimatskim kataboličkim transformacijama. Energija koja se oslobađa u procesu biološke oksidacije proizvoda ugljikohidrata i metabolizma masti, kao i glikoliza, u značajnoj se mjeri pretvara u kemijsku energiju fosfatnih veza sintetiziranog ATP-a.
Kemijska energija visokoenergetskih veza, akumuliranih u ATP-u, zauzvrat se troši na različite vrste rada stanica - stvaranje i održavanje elektrokemijskih gradijenta, kontrakcije mišića, sekretornih i određenih transportnih procesa, biosinteze proteina, masnih kiselina itd. Uz funkciju "goriva", ugljikohidrati i masti, zajedno s proteinima, igraju ulogu važnih dobavljača građevina, plastičnih materijala koji su dio glavnih struktura stanice - nukleinske kiseline, jednostavni proteini, glikoproteini, broj lipida itd.
ATP, sintetiziran zbog razgradnje ugljikohidrata i masti, ne samo daje stanicama energiju potrebnu za rad, već je i izvor nastanka cAMP-a, a također sudjeluje u regulaciji aktivnosti mnogih enzima, stanja strukturnih proteina, osiguravajući njihovu fosforilaciju.
Ugljikohidratni i lipidni supstrati koje izravno koriste stanice su monosaharidi (prvenstveno glukoza) i neesterificirane masne kiseline (NEFA), te ketonska tijela u nekim tkivima. Njihovi izvori su prehrambeni proizvodi koji se apsorbiraju iz crijeva, deponirani u organima u obliku glikogena, ugljikohidrata i lipida u obliku neutralnih masti, kao i prekursori ne-ugljikohidrata, uglavnom aminokiseline i glicerol koji tvore ugljikohidrate (glukoneogenezu).
Jetra i adipozno (adipozno) tkivo pripadaju organima koji se talože u kralježnjacima, a jetre i bubrega organima za glukoneogenezu. Kod insekata, masno tijelo je organ koji odlaže. Osim toga, neki rezervni ili drugi proizvodi pohranjeni ili proizvedeni u radnoj stanici mogu biti izvori glukoze i NEFA. Različiti načini i faze metabolizma ugljikohidrata i masti međusobno su povezani brojnim međusobnim utjecajima. Smjer i intenzitet protoka ovih metaboličkih procesa ovise o nizu vanjskih i unutarnjih čimbenika. To se posebno odnosi na količinu i kvalitetu konzumirane hrane i ritmove ulaska u tijelo, razinu mišićne i živčane aktivnosti itd.
Životinjski organizam se prilagođava prirodi režima hrane, živčanom ili mišićnom opterećenju uz pomoć složenog skupa mehanizama koordinacije. Tako se kontrola tijeka različitih reakcija metabolizma ugljikohidrata i lipida provodi na staničnoj razini koncentracijom odgovarajućih supstrata i enzima, kao i stupnjem akumulacije produkata određene reakcije. Ti se kontrolni mehanizmi odnose na mehanizme samoregulacije i primjenjuju se kako u jednostaničnim tako iu višestaničnim organizmima.
U potonjem, regulacija korištenja ugljikohidrata i masti može se pojaviti na razini međustaničnih interakcija. Posebno, oba tipa metabolizma uzajamno se kontroliraju: NEFA u mišićima inhibira razgradnju glukoze, dok produkti razgradnje glukoze u masnom tkivu inhibiraju stvaranje NEFA. Kod najorganiziranijih životinja pojavljuje se poseban međustanični mehanizam regulacije intersticijskog metabolizma koji je određen pojavom u evolucijskom procesu endokrinog sustava, što je od najveće važnosti u kontroli metaboličkih procesa cijelog organizma.
Među hormonima koji su uključeni u regulaciju metabolizma masti i ugljikohidrata u kralježnjaka, središnje mjesto zauzimaju: hormoni gastrointestinalnog trakta koji kontroliraju probavu hrane i apsorpciju probavnih proizvoda u krv; inzulin i glukagon su specifični regulatori intersticijskog metabolizma ugljikohidrata i lipida; Hormon rasta i funkcionalno povezani s njim "somatomedin" i CIF, glukokortikoidi, ACTH i adrenalin su čimbenici nespecifične adaptacije. Treba napomenuti da su mnogi od tih hormona također izravno uključeni u regulaciju metabolizma proteina (vidi 9. poglavlje). Brzina izlučivanja ovih hormona i provedba njihovih učinaka na tkiva međusobno su povezani.
Ne možemo posebno govoriti o funkcioniranju hormonskih čimbenika gastrointestinalnog trakta izlučenog u neurohumoralnoj fazi sekrecije. Njihovi glavni učinci dobro su poznati iz tijeka opće fiziologije ljudi i životinja, a osim toga već su u potpunosti spomenuti u poglavlju br. 3. Osvrnimo se na endokrinu regulaciju intersticijskog metabolizma ugljikohidrata i masti.
Hormoni i regulacija metabolizma intersticijalnih ugljikohidrata. Sastavni pokazatelj ravnoteže metabolizma ugljikohidrata u tijelu kralježnjaka je koncentracija glukoze u krvi. Ovaj indikator je stabilan i iznosi približno 100 mg% (5 mmol / l) kod sisavaca. Njegova odstupanja u normi obično ne prelaze ± 30%. Razina glukoze u krvi ovisi, s jedne strane, o dotoku monosaharida u krv uglavnom iz crijeva, jetre i bubrega, as druge strane, iz njegovog izlaza u radno i naslagajuće tkivo (Sl. 95).
Priliv glukoze iz jetre i bubrega određen je omjerom aktivnosti glikogen fosforilaze i reakcije glikogen sintetaze u jetri, omjera intenziteta razgradnje glukoze i intenziteta glukoneogeneze u jetri, a dijelom u bubregu. Ulazak glukoze u krv izravno korelira s razinama reakcije fosforilaze i procesima glukoneogeneze.
Odljev glukoze iz krvi u tkivo izravno ovisi o brzini njegovog prijenosa u mišićne, masne i limfoidne stanice, čije membrane stvaraju prepreku prodiranju glukoze u njih (podsjetimo da membrane stanica jetre, mozga i bubrega lako propusne za monosaharide); metaboličko iskorištavanje glukoze, što zauzvrat ovisi o propusnosti membrane za njega i djelovanju ključnih enzima njegove razgradnje; pretvorbu glukoze u glikogen u stanicama jetre (Levin i sur., 1955; Newholm, Randle, 1964; Foa, 1972).
Svi ti procesi povezani s transportom i metabolizmom glukoze izravno su kontrolirani kompleksom hormonskih čimbenika.
Hormonski regulatori metabolizma ugljikohidrata djelovanjem na opći smjer metabolizma i glikemije mogu se podijeliti u dva tipa. Prvi tip hormona stimulira iskorištavanje glukoze u tkivima i njegovo taloženje u obliku glikogena, ali inhibira glukoneogenezu i posljedično uzrokuje smanjenje koncentracije glukoze u krvi.
Hormon ove vrste djelovanja je inzulin. Drugi tip hormona stimulira razgradnju glikogena i glukoneogenezu, te stoga uzrokuje povećanje glukoze u krvi. Hormoni ovog tipa uključuju glukagon (kao i sekretin i VIP) i adrenalin. Hormoni trećeg tipa stimuliraju glukoneogenezu u jetri, inhibiraju iskorištavanje glukoze u različitim stanicama i, iako povećavaju stvaranje glikogena hepatocitima, kao rezultat prevladavanja prva dva učinka, u pravilu također povećavaju razinu glukoze u krvi. Hormoni ovog tipa uključuju glukokortikoide i GH - "somatomedine". Međutim, imaju jednosmjerni učinak na procese glukoneogeneze, sinteza glikogena i glikolize, glukokortikoidi i hormon rasta - somatomedini imaju različit učinak na propusnost staničnih membrana mišića i masnog tkiva na glukozu.
Prema smjeru djelovanja na koncentraciju glukoze u krvi, inzulin je hipoglikemijski hormon (hormon “odmor i zasićenje”), dok su hormoni drugog i trećeg tipa hiperglikemijski (hormoni “stres i post”) (sl. 96).
Inzulin se može nazvati asimilacijom hormona i taloženjem ugljikohidrata. Jedan od razloga povećanog korištenja glukoze u tkivima je stimulacija glikolize. Provodi se, vjerojatno, na razini aktivacije ključnih enzima glikolize heksokinaze, osobito jedne od četiri poznate izoforme, heksokinaze II i glukokinaze (Weber, 1966; Ilyin, 1966, 1968). Čini se da ubrzanje puta pentoznog fosfata u fazi reakcije glukoza-6-fosfat dehidrogenaze također ima određenu ulogu u stimuliranju katabolizma glukoze pomoću inzulina (Leites, Lapteva, 1967). Vjeruje se da u stimulaciji apsorpcije glukoze u jetri tijekom hiperglikemije hrane pod utjecajem inzulina, hormonalna indukcija specifičnog hepatičnog enzima glukokinaze, koja selektivno fosforilira glukozu u visokim koncentracijama, igra važnu ulogu.
Glavni razlog za stimulaciju iskorištenja glukoze u mišićnim i masnim stanicama je prvenstveno selektivno povećanje propusnosti staničnih membrana do monosaharida (Lunsgaard, 1939; Levin, 1950). Na taj način postiže se povećanje koncentracije supstrata za heksokinaznu reakciju i put pentoznog fosfata.
Poboljšana glikoliza pod utjecajem inzulina u skeletnim mišićima i miokardu igra značajnu ulogu u nakupljanju ATP-a i osiguravanju funkcioniranja mišićnih stanica. Čini se da je u jetri povećana glikoliza važna ne toliko za povećanje uključenosti piruvata u sustav tkivnog disanja, već da se akumulira acetil CoA i malonil CoA kao prekursora za formiranje poliatomskih masnih kiselina, a time i triglicerida (Newsholm, Start, 1973).,
Glicerofosfat nastao tijekom glikolize također je uključen u sintezu neutralne masti. Osim toga, hormonska stimulacija reakcije glukoza-6-fosfat dehidrogenaze, koja dovodi do stvaranja NADPH, redukcijskog kofaktora potrebnog za biosintezu masnih kiselina i glicerol fosfata, igra važnu ulogu u jetri i posebno u masnom tkivu za povećanje razine lipogeneze iz glukoze. U sisavaca se samo 3-5% apsorbirane glukoze pretvara u jetreni glikogen, a više od 30% se akumulira kao masnoća pohranjena u organima za odlaganje.
Dakle, glavni smjer djelovanja inzulina na glikolizu i pentozno-fosfatni put u jetri i posebno u masnom tkivu reducira se na stvaranje triglicerida. U sisavaca i ptica u adipocitima, te u nižim kralježnjacima u hepatocitima, glukoza je jedan od glavnih izvora deponiranih triglicerida. U tim slučajevima, fiziološko značenje hormonalne stimulacije korištenja ugljikohidrata u velikoj se mjeri smanjuje na stimulaciju taloženja lipida. U isto vrijeme, inzulin izravno utječe na sintezu glikogena - deponiranog oblika ugljikohidrata - ne samo u jetri, nego iu mišićima, bubrezima i, vjerojatno, u masnom tkivu.
Hormon ima stimulirajući učinak na formiranje glikogena, povećavajući aktivnost glikogen sintetaze (prijelaz neaktivnog D-oblika u aktivni I-oblik) i inhibirajući glikogen fosforilazu (prijelaz neaktivnog 6-oblika u L-oblik) i time inhibirajući glikogenegenu u stanicama (Sl. 97). Oba učinka inzulina na ove enzime u jetri su posredovana, očito, aktivacijom membranske proteinaze, akumulacijom glikopeptida i aktivacijom cAMP fosfodiesteraze.
Drugi važan smjer djelovanja inzulina na metabolizam ugljikohidrata je inhibicija procesa glukoneogeneze u jetri (Krebs, 1964; Ilyin, 1965; Ixton i sur., 1971). Inhibicija glukoneogeneze hormonom provodi se na razini redukcije sinteze ključnih enzima fosfoenolpiruvat karboksikinaze i fruktoze 16-difosfataze. Ovi učinci su također posredovani povećanjem brzine stvaranja glikopeptida - hormonskih medijatora (Sl. 98).
Glukoza je u svim fiziološkim uvjetima glavni izvor energije za živčane stanice. Povećanjem izlučivanja inzulina dolazi do povećanja unosa glukoze u živčanom tkivu, očito zbog stimulacije glikolize u njemu. Međutim, pri visokim koncentracijama hormona u krvi, uzrokujući hipoglikemiju, dolazi do izgladnjivanja ugljikohidrata u mozgu i do inhibicije njegovih funkcija.
Nakon uvođenja vrlo velikih doza inzulina, duboka inhibicija moždanih centara može dovesti do razvoja konvulzija, zatim do gubitka svijesti i pada krvnog tlaka. Ovo stanje, koje se događa kada koncentracija glukoze u krvi ispod 45-50 mg%, naziva se inzulin (hipoglikemijski) šok. Konvulzivni i šok reakcija na inzulin koristi se za biološku standardizaciju pripravaka inzulina (Smith, 1950; Stewart, 1960).
Medicina, zdravlje: poremećaji metabolizma ugljikohidrata, vodič za studije
Esej na temu:
Poremećaji metabolizma ugljikohidrata
Poremećaji metabolizma ugljikohidrata
Poremećaji metabolizma ugljikohidrata su klasificirani prema koracima postupka. Postoji nekoliko takvih faza:
1. Unos hrane u gastrointestinalni trakt, razdvajanje na monosaharide u dvanaestopalačno crijevo i gornji tanko crijevo i njihova apsorpcija u krv.
2. Odlaganje ugljikohidrata.
H. Intermedijalni metabolizam ugljikohidrata:
- anaerobna i aerobna digestija glukoze;
- proces glukoneogeneze (sinteza glukoze iz prekursora ugljikohidrata).
4. Izolacija glukoze kroz glomerularni aparat bubrega s primarnom (privremenom) urinom i njezinom potpunom reapsorpcijom u bubrežnim tubulima.
Kršenje raspada i apsorpcije ugljikohidrata
Kršenje razgradnje ugljikohidrata. U zdravom tijelu hidroliza glikogena i prehrambenog škroba počinje u usnoj šupljini pod utjecajem sline a-amilaze. Monosaharidi se mogu apsorbirati u usnoj šupljini. U želucu nema enzima koji hidroliziraju ugljikohidrate. U šupljini tankog crijeva pod utjecajem α-amilaze soka gušterače, hidroliziraju se u dekstrine i maltozu (abdominalnu probavu). Na površini mikrovilla enterocita nalaze se sljedeći enzimi: saharoza, maltaza, laktaza, izomaltaza i drugi koji razgrađuju dekstrine i disaharide u monosaharide (parijetalna digestija).
Među najtipičnijim defektima može se pripisati nedostatak enzima disaharidaze: sukraze i izomaltaze, koji se uvijek manifestiraju u kombinaciji. Kao rezultat, disaharidi saharoze i izomaltoze nisu podijeljeni i tijelo ih ne apsorbira. Disaharidi koji se akumuliraju u crijevnom lumenu osmotski vežu značajnu količinu vode, što uzrokuje proljev (proljev). Pod tim uvjetima, također je moguće da epitelne stanice apsorbiraju određenu količinu disaharida. Međutim, oni ostaju metabolički neaktivni i u nepromijenjenom obliku vrlo brzo se izlučuju urinom. U slučaju defekata aktivnosti disaharidaze, opterećenje disaharidima ne uzrokuje hiperglikemiju u rasponu od 30-90 minuta, kao što je slučaj kod zdravih ljudi.
Poremećaji usisavanja. U zdravih ljudi, monosaharidi kao što su glukoza, galaktoza, fruktoza i pentoza se apsorbiraju u mikrovilijama epitelnih stanica tankog crijeva. Prijelaz monosaharida preko membrane epitelnih stanica odvija se sekundarnim aktivnim transportom uz obavezno sudjelovanje ATP-ovisne natrijeve pumpe i specifičnog nosača. U slučaju sekundarnog aktivnog transporta, energija elektrokemijskog gradijenta stvorenog za drugu tvar (natrijevi ioni) koristi se za prijenos jednog spoja (na primjer, glukoze).
Među etiološkim čimbenicima poremećaja apsorpcije ugljikohidrata razlikuju se sljedeće skupine:
1) upala sluznice tankog crijeva;
2) djelovanje toksina koji blokiraju proces fosforilacije i defosforilacije (floridin, mono jodoacetat);
H) nedostatak Na + iona, na primjer u hipofunkciji nadbubrežne kore;
4) kršenje dotoka krvi u crijevni zid;
5) kod novorođenčadi i dojenčadi moguća je nedovoljna aktivnost probavnih enzima i enzimskih sustava fosforilacije i defosforilacije ugljikohidrata. Kao primjer, predstavljamo sindrom nepodnošenja laktoze bez nedostatka laktaznih enzima i kongenitalnog sindroma nedostatka laktaze.
Sindrom netolerancije na laktozu bez nedostatka enzima laktaze javlja se maligno u prvim danima nakon rođenja u obliku teške proljeva, povraćanja, acidoze, laktosurija, a često i proteinurije. Otkrivena je i atrofija nadbubrežnih žlijezda i jetre, degeneracija bubrežnih tubula.
Kongenitalni nedostatak laktaze. Kod zdravih ljudi, laktaza razgrađuje laktozu u glukozu i galaktozu. Novorođenčad obično dobiva 50-60 g laktoze (s mlijekom) dnevno. Najkarakterističnija manifestacija nedostatka laktaze je proljev nakon konzumiranja mlijeka. Nehidrolizirana laktoza ulazi u donje dijelove tankog crijeva, gdje se fermentira crijevnom mikroflorom u obliku plinova (koji uzrokuju nadutost) i kiselina. Njihovo osmotsko djelovanje privlači veliku količinu vode u crijevnu šupljinu, što uzrokuje proljev. Istodobno, izmet ima kiselu pH vrijednost i sadrži laktozu, ponekad se primjećuje laktosurija. Tijekom vremena dijete razvija hipotrofiju. Ovaj se sindrom treba razlikovati od stečenog nedostatka laktaze (s enteritisom, upalnim bolestima debelog crijeva, sprue), kao i od nedostatka crijevne laktaze koji se javlja u odraslih.
Poremećaji taloženja ugljikohidrata
Normalno, ugljikohidrati se talože u obliku glikogena. Molekula glikogena može sadržavati do milijun monosaharida. U ovom slučaju dolazi do kristalizacije glikogena i nema osmotskog učinka. Ovaj oblik je prikladan za čuvanje u kavezu. Ako se takva količina molekula glukoze otopi, stanica će se raspasti zbog osmotskih sila. Glikogen je deponirani oblik glukoze. Sadrži ga gotovo sva tkiva. Pogotovo u jetri i mišićima, u stanicama živčanog sustava količina glikogena je minimalna. Mišićni glikogen se koristi kao izvor energije za vrijeme intenzivnog fizičkog napora. Glikogenoliza jetre se aktivira kao odgovor na smanjenje koncentracije glukoze tijekom pauze u obroku ili kao odgovor na stresne učinke. Glavni hormoni koji aktiviraju gliko-genolizu su glukagon, adrenalin (epinefrin) i kortizol.
Hormonska regulacija glikogenolize
Utjecaj na glikogenolizu
Poremećaji taloženja ugljikohidrata, prije svega, uključuju smanjenje sinteze glikogena, povećanu razgradnju glikogena i patološko taloženje glikogena.
Smanjena sinteza glikogena. Među etiološkim čimbenicima zabilježeno je, prvo, toksično oštećenje hepatocita (bakterijske i virusne mikroflore, trovanje fosforom, tetraklorid ugljika itd.). Drugo, nedostatak kisika i, kao posljedica, izrazito smanjenje učinkovitosti formiranja ATP. Treće, smanjenje tona parasimpatičkog živčanog sustava. Četvrto, hipovitaminoza B i C. U petoj etiološkoj skupini nalaze se endokrine bolesti - šećerna bolest, tirotoksikoza, adrenalna insuficijencija (Addisonova bolest).
Povećana razgradnja glikogena. Prvo dolazi do povećane glikogenolize u jetri, u pozadini povećane aktivnosti simpatičkog živčanog sustava; drugo, s povećanom proizvodnjom hormona - stimulansima glikogenolize (adrenalin, glukagon, tiroksin i somatotropni hormon). Kod intenzivnog mišićnog rada, šoka, vrućice i emocionalnog napora uočava se povećanje simpatičkih učinaka i povećana koncentracija hormona koji stimuliraju glikogenolizu u krvi.
Patološko odlaganje glikogena. Riječ je o skupini nasljednih bolesti kod kojih se zbog genetskih defekata određenih enzima metabolizma glikogena javlja prekomjerna akumulacija u različitim organima, prvenstveno u jetri i skeletnim mišićima. Kod nekih tipova glikogenoze glikogen se sintetizira s oštećenom strukturom. Opisani su 12 oblika glikogenoze. Najčešći su:
Glavne vrste glikogenoze
hepatomegalna ciroza, nedostatak jetre, nedostatak točnosti
Osim gore navedenih tipova, opisani su i rjeđi i mješoviti glikogenoze: tip V, ili MacDardova bolest (MacArdle-Schmid-Pearson); Tip VI ili Gersova bolest; Bolest tipa VII ili Tarui; Tip VIII, ili Hojinova bolest, i drugi.
Poremećaji srednjeg metabolizma ugljikohidrata
Postoje tri skupine etioloških čimbenika, čije djelovanje može dovesti do poremećaja intermedijera metabolizma ugljikohidrata.
1. Hipoksija. Nedostatak kisika mijenja metabolizam stanica iz aerobnog u anaerobni tip, pri čemu anaerobna glikoliza postaje glavni izvor energije s formiranjem viška mliječne i piruvične kiseline. Uz kratku hipoksiju, višak laktata i piruvata ima kompenzacijski učinak. Mliječna kiselina povećava disocijaciju oksihemoglobina, širi koronarne žile. Osim toga, laktat ulazi u krvotok u jetru (Coreyjev ciklus), gdje se pretvara u piruvat uz sudjelovanje enzima laktat dehidrogenaze. Piruvat u jetri je djelomično oksidiran, a djelomično pretvoren u glukozu (glukoneogeneza). Tako se laktat vraća u metabolički ugljikohidrat. Dugotrajno postojanje viška mliječne kiseline u tkivima dovodi do nedostatka u oksidacijskom supstratu, glukozi, što uzrokuje daljnje smanjenje učinkovitosti ATP sinteze. Nedostatak makroerga leži u osnovi oštećenja transmembranskog prijenosa iona i povećanja propusnosti membrane. Konačno, to dovodi do značajnih strukturnih i funkcionalnih oštećenja tkiva, sve do i uključujući staničnu smrt.
2. Poremećaji jetre. U hepatocitima je dio mliječne kiseline normalno resinteziran u glukozu i glikogen. Ako je jetra oštećena, taj proces je poremećen, mliječna kiselina ulazi u krvotok, razvija se acidoza.
3. Hipovitaminoza.1. Vitamin B1 (tiamin) kao rezultat procesa fosforilacije pretvara se u kokarboksilazu, protetsku skupinu brojnih enzima metabolizma ugljikohidrata. Kada nedostatak vitamina B1 postoji nedostatak kokarboksilaze, što dovodi do supresije sinteze acetil-CoA iz piruvične kiseline. Potonji se akumulira i djelomično pretvara u mliječnu kiselinu, čiji se sadržaj povećava. Inhibicija oksidacije piruvične kiseline smanjuje sintezu acetilkolina, što uzrokuje poremećaj u prijenosu živčanih impulsa. S povećanjem koncentracije piruvične kiseline za 2-3 puta u usporedbi s normom, javljaju se poremećaji osjetljivosti, neuritisa, paralize, itd. Hipovitaminoza B1 također dovodi do poremećaja putanja oksidacije pentoznog fosfata zbog smanjenja aktivnosti enzima transketolaze.
Glukoza u krvi je glavni čimbenik u homeostazi. Održava se na određenoj razini (3,33–5,55 mmol / l) u funkciji crijeva, jetre, bubrega, gušterače, nadbubrežnih žlijezda, masnog tkiva i drugih organa.
Postoji nekoliko vrsta regulacije metabolizma ugljikohidrata: supstrat, živčani, bubrežni, hormonski.
Regulacija supstrata. Glavni faktor koji određuje metabolizam glukoze je razina glikemije. Granična koncentracija glukoze, kod koje je njegova proizvodnja u jetri jednaka potrošnji perifernih tkiva, iznosi 5,5-5,8 mmol / l. Na toj razini, jetra dovodi do glukoze u krvi; na višoj razini, naprotiv, glicogen sintet dominira u jetri i mišićima.
Nervozna regulacija. Ekscitacija simpatičkih živčanih vlakana dovodi do oslobađanja adrenalina iz nadbubrežnih žlijezda, što potiče razgradnju glikogena u procesu glikogenolize. Stoga, kada se nadražuje simpatički živčani sustav, uočava se hiperglikemijski učinak. Suprotno tome, stimulacija parasimpatičkih živčanih vlakana prati povećano izlučivanje inzulina gušterače, unos glukoze u stanicu i hipoglikemijski učinak.
Regulacija bubrega. U glomerulima bubrega, glukoza se filtrira, a zatim se u proksimalnom tubulu resorbira pomoću energetski ovisnog mehanizma. Količina cjevaste reapsorpcije je relativno konstantna, s tendencijom smanjenja. Ako je razina u serumu veća od 8,8 - 9,9 mmol / l, glukoza se izlučuje urinom. Indeks glikemije po kojem se pojavljuje glukozurija naziva se bubrežni prag. Na izlučivanje glukoze u urinu utječe brzina glomerularne filtracije, koja je normalno oko 13 ml / min. Kada se filtracija smanji s bubrežnom insuficijencijom ili se opskrba krvi bubrezima smanji, glukoza neće biti prisutna u urinu, čak i ako glikemija značajno prelazi prag bubrega, jer se manje glukoze filtrira i sve ima vremena da se reapsorbira u proksimalnim tubulima bubrega. U slučaju nefropatije s oslabljenom reapsorpcijom, glukoza se može pojaviti u mokraći čak i kod normoglikemije. Stoga se razina glukoze u urinu ne može dijagnosticirati dijabetesom.
Hormonska regulacija. Na stabilnost razine glukoze u krvi utječe širok raspon hormona, dok praktički samo inzulin uzrokuje hipoglikemijski učinak. Glukagon, adrenalin, glukokortikoidi, STH, ACTH i TSH djeluju kontinulično s povećanjem razine glukoze u krvi.
1. Inzulin je polipeptid, sastoji se od dva lanca. A-lanac sadrži 21 aminokiselinu, B-lanac - 30 aminokiselina. Lanci su međusobno povezani s dva disulfidna mosta. Inzulin je sličan kod različitih vrsta sisavaca: lanac A je identičan kod ljudi, svinja, pasa, kitova; B-lanac je identičan kod bika, svinje i koze. Zapravo, ljudski i svinjski inzulin razlikuju se samo po tome što je aminokiselina alanin u karboksilnom kraju B-lanca kod svinja, i kod ljudi, treonina. Prema tome, komercijalni "humani inzulin" se proizvodi zamjenom alanina s treoninom u svinjskom inzulinu.
Inzulin se sintetizira kao neaktivni polipeptidni lanac proinzulina, pa se pohranjuje u granulama β-stanica Langerhansovih otočića gušterače. Aktivacija proinzulina sastoji se u djelomičnoj proteolizi peptida prema Arg31 i Arg63. Kao rezultat, inzulin i C-peptid nastaju u ekvimolarnoj količini (cnnecting repertide).
Inzulin u krvi je u slobodnom stanju i vezanom za protein. Razgradnja inzulina javlja se u jetri (do 80%), bubregu i masnom tkivu. C-peptid također prolazi degradaciju u jetri, ali mnogo sporije. Bazalna koncentracija inzulina, određena radioimunološki, je u zdravih 15-20 mikrona * U / ml. Nakon oralnog opterećenja glukozom, razina nakon 1 h raste 5-10 puta u usporedbi s početnom. Brzina lučenja inzulina na prazan želudac iznosi 0,5-1,0 U / h, nakon obroka se povećava na 2,5-5 U / h. Kod zdravih ljudi postoje dvije faze lučenja inzulina - rani vrhunac (3-10 minuta nakon punjenja ugljikohidrata) kasni vrh (20 minuta). Rano oslobađanje inzulina inhibira nagli porast glukoze tijekom njegove apsorpcije.
Izlučivanje inzulina se stimulira, uz hiperglikemiju, glukagonom, kao i intestinalnim polipeptidnim hormonima, uključujući gastrointestinalni insulinotropni polipeptidni hormon (GIP), aminokiseline, slobodne masne kiseline, iritaciju vagusa.
Metabolički učinak inzulina je složen, uključuje izravne učinke na lipide, proteine, a posebno u vezi s dijabetesom melitusom - na izmjenu D-glukoze. Inzulin povećava transport glukoze, aminokiselina i K + u membrani, aktivira mnoge unutarstanične enzime. U isto vrijeme, molekula polipeptida inzulina ne može prodrijeti u staničnu membranu, tako da se svi učinci inzulina provode kroz posebne receptore na površini stanične membrane. Receptor inzulina je složen, sastoji se od a- i β-podjedinica povezanih disulfidnim mostovima.
Visoke koncentracije inzulina u krvi imaju anabolički i nisko katabolički učinak na metabolizam.
Inzulin može razviti otpornost, akutni otpor povezan s infekcijama ili upalom. Otpornost se može odrediti pojavom antitijela na inzulin (IgG) i neosjetljivosti tkiva u krvotoku, što se često primjećuje kod pretilosti. Afinitet (afinitet receptora za inzulin) i / ili broj receptora ovisi o brojnim faktorima; to su lijekovi za sulfonilureu, pH, cAMP, fizička aktivnost, priroda i sastav hrane, antitijela i drugih hormona.
2. Glukagon - u osnovi njegovi učinci su suprotni od inzulina. Glukagon stimulira glikogenolizu i glukoneogenezu jetre te potiče lipolizu i ketogenezu.
3. Adrenalin u jetri stimulira glikogenolizu i glukoneogenezu, u skeletnim mišićima - glikogenoliza i lipoliza, u masnom tkivu povećava lipolizu. Pretjerana proizvodnja adrenalina uočena je u feokromocitomu, s prolaznom hiperglikemijom u krvi.
4. Glukokortikoidi pojačavaju glukoneogenezu, inhibiraju prijenos glukoze, inhibiraju glikolizu i ciklus pentoznog fosfata, smanjuju sintezu proteina, pojačavaju učinak glukagona, kateholamina, somatotropnog hormona. Prekomjerna proizvodnja glukokortikoida hidrokortizona karakterizira Itsenko-Cushingov sindrom, u kojem se hiperglikemija javlja zbog prekomjernog stvaranja glukoze iz proteina i drugih supstrata.
5. Hormoni štitnjače povećavaju brzinu iskorištavanja glukoze, ubrzavaju njegovu apsorpciju u crijevima, aktiviraju inzulinazu, povećavaju bazalnu brzinu metabolizma, uključujući oksidaciju glukoze. Hormon za stimulaciju štitnjače ima metaboličke učinke kroz stimulaciju štitne žlijezde.
6. Somatotropni hormon ima metabolički učinak, ima hiperglikemijski učinak i lipolitički učinak u masnom tkivu.
7. Adrenokortikotropni hormon izravno i stimulacijom oslobađanja glukokortikoida uzrokuje izražen hiperglikemijski učinak.
Hiperglikemija - povećanje razine glukoze u krvi iznad 6.0 mmol / l na prazan želudac. Normalna koncentracija glukoze u krvi natašte je 3,33 - 5,55 mmol / l. Hiperglikemijska stanja u ljudi češća su od hipoglikemije. Razlikuju se sljedeće vrste hiperglikemije:
1. Fiziološka hiperglikemija. To su brzo reverzibilna stanja. Normalizacija razine glukoze u krvi odvija se bez ikakvih vanjskih korektivnih mjera. To uključuje:
1. Alimentarna hiperglikemija. Zbog unosa hrane koja sadrži ugljikohidrate. Kod praktički zdravih ljudi, vrhunac glukoze u krvi doseže se približno na kraju prvog sata nakon početka obroka i vraća se na gornju granicu norme do kraja drugog sata nakon obroka. Aktivacija lučenja inzulina od strane β-stanica Langerhansovih otočića pankreasa započinje refleksno, odmah nakon što hrana uđe u usnu šupljinu i dosegne maksimum kada je hrana napredovala u duodenum i tanko crijevo. Inzulin osigurava transmembranski prijenos molekula glukoze iz krvi u citoplazmu stanica. To osigurava dostupnost ugljikohidrata u stanicama hrane i ograničava gubitak glukoze u urinu.
2. Neurogena hiperglikemija. Razvija se kao odgovor na psihološki stres i uzrokovana je otpuštanjem velikog broja kateholamina u krv. Pod utjecajem povećane koncentracije kateholamina u krvi aktivira se adenilat ciklaza. U citoplazmi hepatocita i skeletnih mišića, adenilat ciklaza povećava razinu cikličkog AMP-a. Nadalje, cAMP aktivira protein kinazu fosforilaze "b", koja pretvara neaktivnu fosforilazu "b" u aktivnu fosforilazu "a". U procesu glikogenolize, fosforilaza "a" regulira brzinu razgradnje glikogena u jetri i mišićima. Dakle, hiperkoncentracija kateholamina u krvi tijekom psiho-emocionalnih i motoričkih opterećenja i preopterećenja dovodi do povećane aktivnosti fosforilaze "a" i ubrzava razgradnju glikogena u jetri i skeletnim mišićima.
2. Patološka hiperglikemija. Njihov razvoj može biti posljedica:
1) neuroendokrini poremećaji koji se temelje na kršenju optimalnog omjera razine hormona hipo-i hiperglikemijskog djelovanja u krvi. Primjerice, kod bolesti hipofize, tumora kore nadbubrežne žlijezde, s feokromocitom, hipertireozom; s nedovoljnom proizvodnjom inzulina;
2) organske lezije središnjeg živčanog sustava, poremećaji moždane cirkulacije različitih etiologija;
3) značajnu disfunkciju jetre upalne ili degenerativne prirode;
4) konvulzivna stanja kada dolazi do razdvajanja glikogena u mišićima i nastanka laktata iz kojeg se sintetizira glukoza u jetri;
5) djelovanje određenih vrsta lijekova (morfij, eter), stimulirajući simpatički živčani sustav i time doprinoseći razvoju hiperglikemije.
Najčešća hiperglikemija nastaje kada nedostatak inzulina - inzulin-ovisna hiperglikemija, koja je temelj dijabetesa melitusa.
Dijabetes melitus je skupina metaboličkih (metaboličkih) bolesti karakteriziranih hiperglikemijom, koja je posljedica nedostataka u izlučivanju inzulina i / ili djelovanja inzulina, ili oboje. Kronična hiperglikemija kod dijabetesa kombinirana je s oštećenjem, disfunkcijom i insuficijencijom različitih organa, osobito očiju, bubrega, živaca, srca i krvnih žila.
Patogeneza diabetes mellitusa sastoji se od nekoliko veza: od autoimunog oštećenja β-stanica gušterače, nakon čega slijedi nedostatak inzulina do poremećaja koji potiču otpornost na inzulin. Osnova metaboličkih poremećaja ugljikohidrata, masti i proteina u dijabetesu je nedostatak učinka inzulina u ciljnim tkivima. Poremećaji izlučivanja inzulina i oštećenja njegovog djelovanja često istodobno postoje kod istog pacijenta, a ponekad nije jasno koje je kršenje primarni uzrok hiperglikemije.
Simptomi teške hiperglikemije uključuju poliuriju, polidipsiju, gubitak težine, ponekad s polifagijom i smanjenu oštrinu vida. Oštećenje rasta i osjetljivost na infekcije također mogu pratiti kroničnu hiperglikemiju. Akutne, po život opasne komplikacije dijabetesa - hiperglikemija s ketoacidozom, kao i hiperosmolarni sindrom bez ketoze.
Kronične komplikacije dijabetesa uključuju retinopatiju s mogućim razvojem sljepoće; nefropatija koja dovodi do zatajenja bubrega; periferna neuropatija s rizikom ulceracije na donjim ekstremitetima i amputaciji, kao i Charcotov zglob; autonomna neuropatija, uzrokujući gastrointestinalne, urogenitalne, kardiovaskularne simptome i seksualnu disfunkciju. U bolesnika s dijabetesom učestalost aterosklerotskih vaskularnih lezija srca, perifernih i cerebralnih žila je visoka. U bolesnika se često javlja hipertenzija, poremećaji metabolizma lipoproteina i paradontoza. Emocionalni i socijalni utjecaj dijabetesa i potreba za liječenjem mogu uzrokovati značajnu psihosocijalnu disfunkciju kod pacijenata i njihovih obitelji.
Razlikuju se dvije patogenetske kategorije šećerne bolesti: prva i druga. Diabetes mellitus tip I (ili tip I) tipa I uzrokovan je apsolutnim nedostatkom izlučivanja inzulina. U II. Tipu dijabetesa (tip II) istodobno postoji rezistencija na inzulin i neadekvatan odgovor kompenzacijskog odgovora na inzulin.
Dijabetes tipa I (destrukcija β-stanica, obično dovodi do apsolutnog nedostatka inzulina). Unutar ove kategorije postoje dva oblika: dijabetes posredovan imunitetom i idiopatski dijabetes.
Imunološki posredovan dijabetes. Ovaj oblik dijabetesa je također označen terminima: dijabetes melitus ovisan o inzulinu (IDDM), dijabetes tipa I, dijabetes s nastupom maloljetnika. To je rezultat autoimunog uništenja β-stanica pankreasa.
Markeri imunološkog uništavanja β-stanica uključuju autoantitijela na otočić (ICA), autoantitijela na inzulin (IAA), autoantitijela s dekarboksilazom glutaminske kiseline (GAD)65i autoantitijela na tirozinske fosfataze LA-2 i LA2b.
Etiopatogeneza. Pod utjecajem virusa i kemijskih agensa, na pozadini insulitisa (upala otočića gušterače), antigen se eksprimira na površini β-stanica. Makrofagi prepoznaju ovaj antigen kao strani, aktivirajući imunološki odgovor T-stanica. T-stanični odgovor usmjeren protiv egzogenih antigena može utjecati na stanične antigene otočića i time uzrokovati oštećenje β-stanice. Autoantitijela se pojavljuju na površini i citoplazmatskim antigenima β-stanica. Autoimunsko razaranje odvija se tajno, od trenutka kada se te reakcije pokrenu u kliničku manifestaciju (80-90% β-stanica umre) prolazi određeno razdoblje. Klinički, početak dijabetesa tipa I je posljednja faza procesa oštećenja stanica otočića. Imunološki posredovan dijabetes obično počinje u djetinjstvu i adolescenciji, ali se može razviti u bilo kojem razdoblju života, čak iu 80- ili 90-godišnjaka.
S ranim otkrivanjem oštećenja tih stanica i odgovarajućim tretmanom, oštećenje stanica se može zaustaviti i spriječiti.
Autoimunsko razaranje β-stanica ima višestruke genetske recesivne predisponirajuće čimbenike, ali na njega također utječu faktori okoliša koji su slabo shvaćeni. Iako pacijenti rijetko imaju pretilost, njegova prisutnost ne znači nekompatibilnost s tom dijagnozom. Pacijenti s dijabetesom tipa I također su često skloni drugim autoimunim bolestima, kao što su Gravesova bolest, Hashimoto tireoiditis, Addisonova bolest, vitiligo itd.
Idiopatski dijabetes. Neki oblici dijabetesa tipa I nemaju poznatu etiologiju. Određeni broj takvih bolesnika ima postojanu inzulinopeniju i sklonost ketoacidozi, ali nedostaje im pokazatelj autoimunog procesa. Iako u ovu kategoriju spada samo manji broj pacijenata s dijabetesom tipa I, od onih koji se mogu svrstati u dijabetes, većina je afričkog ili azijskog porijekla. U bolesnika s ovim oblikom dijabetesa, ketoacidoza se povremeno javlja i predstavlja različite stupnjeve nedostatka inzulina između takvih epizoda. Ovaj oblik dijabetesa ima jasno nasljedstvo, nedostatak podataka o autoimunim oštećenjima β-stanica i nije povezan s HLA. Apsolutna potreba za nadomjesnom terapijom inzulinom u tih bolesnika može se pojaviti i nestati.
Dijabetes tipa II (od prevladavajuće rezistencije na inzulin s relativnim nedostatkom inzulina na prevladavajući defekt sekrecije inzulina s relativnom inzulinskom rezistentnošću).
Ovaj oblik dijabetesa također je označen pojmovima: dijabetes mellitus ovisan o inzulinu (NIDDM), dijabetes tipa II, dijabetes s nastupom "odraslih". s početkom "za odrasle". U početku, a često i tijekom života, inzulin nije vitalan za te pacijente.
Glavni uzrok dijabetesa tipa II je neosjetljivost na inzulin-ovisna tkiva (jetra, mišić, masno tkivo) na inzulin. Normalno, inzulin se veže na specifične receptore na staničnoj membrani i time pokreće unos glukoze u stanicu i unutarstanični metabolizam glukoze. Rezistencija se može pojaviti na receptorskim i post-receptorskim razinama. U ovom slučaju, inzulin se najprije proizvodi u normalnoj ili prekomjernoj količini.
Većina pacijenata s ovim oblikom je pretila, što samo po sebi uzrokuje određeni stupanj inzulinske rezistencije. U bolesnika koji nemaju pretilost prema tradicionalnim kriterijima masa, može postojati povećan postotak tjelesne masti, uglavnom distribuiran u abdominalnoj regiji. U ovoj vrsti dijabetesa ketoacidoza se rijetko razvija spontano, a kada se promatra, obično se povezuje sa stresom kao rezultat druge bolesti, kao što je infekcija. Ovaj oblik dijabetesa često ostaje nedijagnosticiran dugi niz godina, budući da se hiperglikemija razvija postupno, a rani stadiji ponekad nisu dovoljno izraženi da bi pacijent mogao uočiti bilo koji od klasičnih simptoma dijabetesa. Takvi pacijenti su u stanju povećanog rizika od makro- i mikrovaskularnih komplikacija. Iako pacijenti s ovim oblikom dijabetesa mogu imati razinu inzulina koja izgleda normalno ili povišeno, moglo bi se očekivati da bi oni bili još viši u odgovoru na visoki glikemiju ako bi β-stanice funkcionirale normalno. Prema tome, izlučivanje inzulina kod ovih pacijenata je nepotpuno i nedovoljno da kompenzira otpornost na inzulin. Rezistencija na inzulin može se smanjiti kao posljedica gubitka težine i / ili farmakoterapije hiperglikemije, ali se rijetko oporavlja do normalnog stanja. Rizik razvoja ovog tipa dijabetesa povećava se s dobi, pretilosti i nedostatkom tjelesne aktivnosti. Pojavljuje se češće u žena s prethodnim dijabetesom u trudnica i bolesnika s hipertenzijom i dislipidemijom, a njegova se učestalost razlikuje u različitim rasnim i etničkim podskupinama. Neke značajke dijabetesa melitusa tipa I i II prikazane su u tablici.
Glavni znakovi dijabetesa melitusa tipa I i II