Обмяна на мазнини
Мастния метаболизъм - набор от процеси на трансформация на мазнините в организма. Мазнини - енергиен и пластмасов материал, те са част от мембраните и цитоплазмата на клетките. Част от мазнината се натрупва под формата на резерви в подкожната мастна тъкан, големия и малък омент, а около някои вътрешни органи (бъбреци) - 30% от общата телесна маса. По-голямата част от мазнините са неутрални мазнини, които участват в метаболизма на мазнините. Ежедневна нужда от мазнини - 70-100 g
Някои мастни киселини са незаменими за организма и трябва да идват от храна - това са полиненаситени мастни киселини: линоленова, линоленова, арахидонова, гама-аминобутирна (морски храни, млечни продукти). Гама-аминомаслената киселина е основното инхибиращо вещество в централната нервна система. Благодарение на това, редовно се променя фазата на сън и будност, правилната работа на невроните. Мазнините се разделят на животински и растителни (масла), които са много важни за нормалния метаболизъм на мазнините.
Етапи на метаболизма на мазнините:
1. ензимно разграждане на мазнините в храносмилателния тракт до глицерин и мастни киселини;
2. образуването на липопротеини в чревната лигавица;
3. транспорт на кръвните липопротеини;
4. хидролиза на тези съединения на повърхността на клетъчните мембрани;
5. абсорбция на глицерол и мастни киселини в клетки;
6. синтез на собствени липиди от мазнини;
7. окисляване на мазнини с отделяне на енергия, CO2 и вода.
С излишък на прием на мазнини от храната, той преминава в гликоген в черния дроб или се отлага в резервата. С богата на мазнини храна, човек получава мастноподобни вещества - фосфатиди и стеарини. Фосфатидите са необходими за изграждане на клетъчни мембрани, ядра и цитоплазма. Те са богати на нервна тъкан.
Основният представител на стеарина е холестеролът. Нормата му в плазмата е 3.11 - 6.47 mmol / l. Холестеролът е богат на яйчен жълтък, масло, черен дроб. Той е необходим за нормалното функциониране на нервната система, репродуктивната система, от която се изграждат клетъчните мембрани и половите хормони. При патология това води до атеросклероза.
Въглехидратният метаболизъм - набор от трансформации на въглехидрати в организма. Въглехидрати - източник на енергия в организма за директна употреба (глюкоза) или образуване на депо (гликоген). Дневна нужда - 400-500 гр.
Етапи на въглехидратния метаболизъм:
1. ензимен разпад на хранителни въглехидрати до монозахариди;
2. абсорбция на монозахариди в тънките черва;
3. отлагане на глюкоза в черния дроб под формата на гликоген или прякото му използване;
4. разпадането на гликоген в черния дроб и притока на глюкоза в кръвта;
5. окисление на глюкоза с освобождаване на СО2 и вода.
Въглехидратите се абсорбират в храносмилателния тракт под формата на глюкоза, фруктоза и галактоза. Те влизат в ротационната вена в черния дроб, където се превръщат в глюкоза, която се натрупва под формата на гликоген. Процесът на глюкоза към гликоген в черния дроб - гликогенеза.
Глюкозата е постоянен компонент на кръвта и обикновено е 4,44-6,67 mmol / l (80 - 120 mg /%). Повишена кръвна захар - хипергликемия, понижение - хипогликемия. Намаляване на нивото на глюкозата до 3,89 mmol / l (70 mg /%) предизвиква чувство на глад до 3,22 mmol / l (40 mg /%) - настъпват гърчове, делириум и загуба на съзнание (кома). Процесът на разграждане на гликогена в черния дроб до глюкоза е гликогенолиза. Процесът на биосинтеза на въглехидрати от продуктите на разпад на мазнини и протеини е гликонеогенеза. Процесът на разцепване на въглехидрати без кислород с натрупването на енергия и образуването на млечна и пирувинова киселина - гликолиза. Когато глюкозата се увеличава в храната, черният дроб го превръща в мазнина, която след това се използва.
Хранене - сложен процес на получаване, усвояване, усвояване и усвояване на хранителните вещества от организма. Оптималното съотношение на протеини, мазнини и въглехидрати за здрав човек: 1: 1: 4.
194.48.155.245 © studopedia.ru не е автор на публикуваните материали. Но предоставя възможност за безплатно ползване. Има ли нарушение на авторските права? Пишете ни Свържете се с нас.
Деактивиране на adBlock!
и обновете страницата (F5)
много необходимо
Етапи на въглехидратния метаболизъм;
1. етап. Разцепването на полизахаридите и тяхното поглъщане в кръвта, въглехидратите влизат в организма с храна и се разделят на дванадесетопръстника и в горния тънък черва до монозахариди.За подробности относно нарушенията на усвояването и усвояването на въглехидратите, вижте учебника стр. 272-273.
2. етап. Отлагане на въглехидрати: Въглехидратите се отлагат под формата на гликоген в черния дроб и мускулите и под формата на триглицероли в мастната тъкан - около 90% от смуканите монозахариди влизат в кръвния поток и след това в черния дроб, където се превръщат в гликоген (като по този начин се осигуряват процеси на гликогенеза), приблизително 15 % въглехидрати през лимфната система с текущата лимфа се разпространяват във всички тъкани на тялото.
Нарушаването на отлагането на въглехидрати е:
· In намаляване на депозита глюкоза под формата на гликоген - а) тя е свързана с in синтеза на гликоген при чернодробни заболявания (хепатит, отравяне с фосфор, CCl)4, хипоксия, В 'и С хипоавитаминоза, ендокринни нарушения - диабет, Адисонова болест, тиреотоксикоза,, тонус, пс), когато хепатоцитите не са в състояние да синтезират гликоген; б) при наследствени заболявания - агликогеноза и гликогеноза 0, характеризираща се с дефект в ензима гликоген синтетаза, наследен по аутосомно рецесивен начин; в) поради повишено разграждане на гликогена (гликогенолиза) при условия на възбуждане на ЦНС, треска, стрес.
· при подобряване на депозита - те включват варианти на патологично отлагане на гликоген, в резултат на наследствени дефекти на ензимите на метаболизма на гликоген (12 вида гликогеноза са известни, виж учебника стр. 274-275)
Едно от най-важните прояви на нарушение на отлагането на въглехидрати е хипогликемия.
3. етап. Междинният метаболизъм на въглехидратите включва всички трансформации на въглехидрати от момента на влизането им в клетката до образуването на крайните продукти на СО2 и Н2За себе си:
- гликолиза - анаеробно окисление на глюкоза до пируват и лактат;
- аеробно разлагане на глю - окислително декарбоксилиране на пируват до ac - Co A (пируватът се преобразува при използване на комплексен ензимен комплекс - пируват дехидрогеназна система, от която витамин В е коензим);
- ЦТК - също изисква коензим - витамин В ′ за някои ензими от този метаболитен път;
- цикъла на пентозния фосфат или шунтовото захранване на NADPH2, необходими за синтеза на мастни киселини, холестерол и стероидни хормони, и рибозо-5-фосфат, които могат да бъдат използвани в биосинтеза на РНК и ДНК.
Междинните нарушения на метаболизма се състоят в превключване на пътищата на аеробния метаболизъм на глюкозата към анаеробно разлагане, което се наблюдава, когато:
· Патология на дихателната система и сърдечно-съдовата система
· Хипоавитаминоза В и С
Последиците от нарушаването на трите етапа на въглехидратния метаболизъм включват: а) метаболитна ацидоза, дължаща се на натрупването на лактат и пируват; б) s ats-Co A и следователно of образуване на АТР, NADF · H2 и синтез на ацетилхолин; в) активност на цикъла на пентозния фосфат, водещ до синтез на холестерол, FA, NA, хормони.
4. етап. Изолиране чрез глюкоза и нейната реабсорбция - нарушения на този етап се състоят в:
· намаляване на филтрирането на glu в случай на бъбречна недостатъчност или в кръвоснабдяване на бъбреците, когато глюкозата липсва в урината, дори когато гликемията надвишава бъбречния праг (8,8–9,9 mmol / l), тъй като при тези условия се филтрира по-малко глюкоза и всичко има време да се абсорбира в проксимална форма тубули на бъбреците;
· за увеличаване на филтрирането на glu какво се наблюдава при бъбречна глюкозурия;
· In намаляване на реабсорбцията на лепилото в случай на нефропатия, когато глюкозата може да се появи в урината дори и в условията на нормогликемия, поради тези факти, не е възможно да се постави диагноза диабет само чрез нивото на глюкоза в урината.
Регулиране на въглехидратния метаболизъм.
Нивото на кръвната захар е най-важният фактор в хомеостазата на организма като цяло и критерия за адекватност на регулирането на въглехидратния метаболизъм. Нормалните нива на кръвната захар се поддържат от централната нервна система, червата, черния дроб, бъбреците, панкреаса, надбъбречните жлези, мастната тъкан и други органи.
Ако се наруши въглехидратния метаболизъм, може да се развие хипергликемия (концентрация на глюкоза> 5,5 mmol / l) и хипогликемия (концентрация glu + 2 ендоплазмен ретикулум).
Метаболитният ефект на инсулиновия комплекс включва 8 ефекта върху метаболизма на въглехидратите, липидите, протеините, НК (да ги познаваме - учебник на стр. 278-279).
Ефекти на инсулина: 1) ет -t пропускливост на клетъчните мембрани в мускулите и мастната тъкан за глю, натриеви йони, калий, АК, за кетонни тела в мускулите;
2) повишено гликогенеза в черния дроб чрез активиране на гликоген синтетаза;
3) активира ензима хексокиназа, която фосфорилира glu;
4) намалява гликогенолизата, инхибирайки активността на фосфатаза и фосфорилаза;
5) намалява активността на ензимите на глюконеогенезата;
6) активира протеиновия синтез;
7) подобрява синтеза на триглицериди от въглехидрати;
8) ускорява използването на проблеми в TCA и PFS.
Така инсулинът е анаболен хормон, който осигурява антикатаболен ефект при метаболизма.
test_kontrol_2001_s_otvetami
1. Остър вирусен хепатит "А".
2. Остър вирусен хепатит "В".
3. Алкохолно увреждане на черния дроб.
4. Обструктивна жълтеница.
5. Хемолитична жълтеница.
Делът на неконюгирания билирубин в общия билирубин е повече от 90%
1. Болести на Гилбърт
2. Хроничен персистиращ хепатит
3. Рак Vater Nipple.
4. Запушена жълтеница.
5. Остър вирусен хепатит.
При пациенти с жълтеница се увеличава серумната активност
5`-нуклеотидаза> GGTP> ALP> ALT> AST е най-характерна за
1. Остър вирусен хепатит "А".
2. Остър вирусен хепатит "В".
3. Алкохолно увреждане на черния дроб.
4. Обструктивна жълтеница.
5. Хемолитична жълтеница.
Информативният тест за цитолитичен синдром е
повишаване на серумната активност
4. GGTP, сорбитол дехидрогеназа.
5. Всичко това.
Информативен показател за намаляване на способността за синтез на черния дроб е
1. Повишен албумин.
2. Намалена активност на трансаминазите.
3. Намален протромбин.
4. Подобряване на фибриногена.
5. Всичко по-горе.
Хепатоцитен цитохром P-450 осигурява
1. Синтез на гликоген.
2. Ксенобиотична детоксикация.
3. Синтез на мастни киселини.
4. Синтез на жлъчни киселини.
5. Всичко това е вярно.
Увеличението на серума е характерно за токсичния ефект на алкохола върху черния дроб.
2. Продукти на разграждане на фибрин.
3. GGTP дейности.
4. Холинестеразна активност.
5. Дейности на киселинната фосфатаза.
Най-високата активност на AsAT в хепатоцитите се открива при:
3. Апарат на Голджи.
5. Плазмена мембрана.
С поражението на хепатоцитите, най-голямото относително увеличение на серума
Характерно за повишената серумна активност на сорбитол дехидрогеназата
1. Сърдечно заболяване.
2. Чернодробно заболяване.
3. Болести на скелетните мускули.
4. Увреждане на бъбреците.
5. Панкреатични заболявания.
Международната класификация разделя ферментитите на шест класа.
според техните
1. Молекулна маса.
2. Специфичност на субстрата.
3. Ефективността на катализа.
4. Вид на катализираната реакция.
5. Принадлежност на органите.
Активността на киселинната фосфатаза е по-висока в серума, отколкото в плазмата
1. Ензимът се освобождава от тромбоцитите, когато се образува съсирек..
2. В плазмата ензимът се сорбира върху фибриноген.
3. Загуба на ензимна полимеризация в плазмата.
4. В серума се активира ензимът.
5. Ензимните инхибитори присъстват в плазмата.
Пациент с остра болка в гърдите или в корема
относително увеличение на серумната активност на QA> AST> ALT >>
GGTP> амилаза. Най-вероятната диагноза
1. Остър панкреатит.
2. Остър вирусен хепатит.
3. Бъбречна колика.
4. Инфаркт на миокарда.
5. Остър плеврит.
Пациент с остра болка в гърдите или в корема
относително увеличение на серумната липазна активност> амилаза >>
ALT> AST >> KK. Най-вероятната диагноза
1. Остър панкреатит.
2. Остър вирусен хепатит.
3. Бъбречна колика.
4. Инфаркт на миокарда.
5. Остър плеврит.
Пациент с остра болка в гърдите или в корема
повишена серумна активност на ALT> GGTP>
AST> амилаза >> KK. Това е типично за
1. Остър панкреатит.
2. Бъбречна колика.
3. Хепатоцелуларна патология.
4. Инфаркт на миокарда.
5. Белодробна емболия.
Най-показателни за повишена костна резорбция
е увеличение на серумната активност
1. Алкална фосфатаза.
4. Тартратно-устойчива кисела фосфатаза.
При рак на простатата, предимно се увеличава.
3. Алкална фосфатаза.
4. Фосфатаза с тартратна киселина.
За диагностициране на обструктивна жълтеница е препоръчително да се определи
серумна активност
2. LDH изоензими.
5. Креатин киназни изоензими.
Ензимът, секретиран в кръвта, е
2. Алкална фосфатаза.
Маркерите за холестаза са
2. Изоензими на LDH и креатин киназа.
3. Хистидаза, урокиназа.
4. 5`-нуклеотидаза, GGTP, алкална фосфатаза.
5. Всички гореспоменати ензими.
Хемолизата на червените кръвни клетки увеличава активността
Може да бъде вътреклетъчен медиатор на действието на хормоните
5. Всичко това е вярно..
Хормоните могат да бъдат
5. Всяко от изброените вещества.
1. Понижава нивата на калций в кръвта.
2. Повишава нивата на калция в кръвта.
3. Повишава нивата на серумния фосфор.
4. Не влияе на нивото на калций и фосфор в серума.
5. Затруднява отделянето на калций и фосфор с урината.
Нивото на алдостерон в кръвния серум е засегнато
1. Положение на тялото.
2. Съдържание на натрий в храни.
3. Ренин плазмено ниво.
4. Съдържание на калий в плазмата.
5. Всичко това.
Серумните нива на алдостерон се увеличават с
1. Синдром на Conn.
2. Хипертонична болест на сърцето (злокачествена форма).
3. Хиперплазия на надбъбречната кора.
4. Всички тези заболявания.
5. Нито една от изброените болести.
Нарушения на отлагането на въглехидрати
Обикновено въглехидратите се отлагат под формата на гликоген. Молекулата на гликоген може да съдържа до един милион монозахариди. В този случай, кристализация на гликоген се случва, така да се каже, и тя няма осмотичен ефект. Тази форма е подходяща за съхранение в клетка. Ако такива количества глюкозни молекули се разтворят, тогава клетката ще се разпадне поради осмотични сили. Гликогенът е депозирана форма на глюкоза. Съдържа се в почти всички тъкани. Особено много в черния дроб и мускулите, в клетките на нервната система количеството гликоген е минимално. Мускулният гликоген се използва като енергиен източник по време на интензивно физическо натоварване. Чернодробният гликогенолиза се активира в отговор на намаляване на концентрацията на глюкоза по време на прекъсвания в хранене или в отговор на стресови ефекти. Основните хормони, които активират гликогенолизата са глюкагон, адреналин (епинефрин) и кортизол.
Хормонална регулация на гликогенолизата
Ефект върху гликогенолизата
Надбъбречна мозък
Нарушения на отлагането на въглехидрати, на първо място, включват намаляване на синтеза на гликоген, повишено разграждане на гликоген и патологично отлагане на гликоген.
Намаляване на синтеза на гликоген. Сред етиологичните фактори се отбелязва, първо, токсични увреждания на хепатоцитите (бактериална и вирусна микрофлора, отравяне с фосфор, тетрахлорметан и др.). На второ място, липсата на кислород и, като следствие, ясно изразено намаляване на ефективността на образуването на АТР. Трето, намаляване на тонуса на парасимпатиковата нервна система. Четвърто, хиповитаминоза B и C. Петата етиологична група включва ендокринни заболявания - захарен диабет, тиреотоксикоза, надбъбречна недостатъчност (болест на Адисън).
Повишено разграждане на гликогена. На първо място се наблюдава повишено гликогенолиза в черния дроб, на фона на повишена активност на симпатиковата нервна система; второ, с повишено производство на хормони - гликогенолиза стимулиращи (адреналин, глюкагон, тироксин и соматотропен хормон). Наблюдава се повишаване на симпатиковите ефекти и повишена концентрация в кръвта на хормони, стимулиращи гликогенолизата, при интензивна мускулна работа, шок, треска и емоционално натоварване.
Патологично отлагане на гликоген. Това е група от наследствени заболявания, при които поради генетични дефекти на някои ензими на метаболизма на гликоген, прекомерното му натрупване настъпва в различни органи, предимно в черния дроб и скелетните мускули. При някои видове гликогеноза гликогенът се синтезира с нарушена структура. Описани са 12 форми на гликогеноза. Най-често срещаните са:
Нарушения на отлагането на въглехидрати
Нарушения на въглехидратния метаболизъм
Нарушенията на въглехидратния метаболизъм се класифицират според етапите на процеса. Има няколко такива етапа:
1. Прием на храна в стомашно-чревния тракт, разделяне на монозахариди в дванадесетопръстника и горната част на тънките черва и абсорбцията им в кръвта.
2. Отлагане на въглехидрати.
З. Междинен метаболизъм на въглехидратите:
- анаеробно и аеробно глюкозно разграждане;
- процес на глюконеогенеза (синтез на глюкоза от предшественици без въглехидрати).
4. Изолиране на глюкоза през гломерулния апарат на бъбреците с първична (временна) урина и пълната й реабсорбция в бъбречните тубули.
Нарушаване на разпадането и усвояването на въглехидрати
Нарушаване на разграждането на въглехидрати. В здраво тяло, хидролизата на гликоген и хранително нишесте започва в устната кухина под въздействието на слюнката α-амилаза. Монозахаридите могат да се абсорбират в устната кухина. В стомаха няма ензими, които хидролизират въглехидратите. В кухината на тънките черва под въздействието на α-амилаза сок на панкреаса, те се хидролизират до декстрини и малтоза (абдоминално храносмилане). На повърхността на микроворсиите на ентероцитите се намират следните ензими: захараза, малтаза, лактаза, изомалтаза и други, които разграждат декстрините и дизахаридите в монозахариди (париетално разграждане).
Сред най-типичните дефекти могат да се отдадат липсата на ензими на дизахаридаза: сукраза и изомалтаза, които винаги се проявяват в комбинация. В резултат дихахаридите на захарозата и изомалтозата не се разделят и не се абсорбират от организма. Дизахаридите, които се натрупват в чревния лумен осмотично свързват значително количество вода, което причинява диария (диария). При тези условия е възможно епителни клетки да абсорбират определено количество дизахариди. Въпреки това, те остават метаболично неактивни и в непроменена форма се отделят бързо с урината. В случай на дезахаридазна активност дезахаридният товар не причинява хипергликемия в диапазона от 30-90 минути, какъвто е случаят при здрави хора.
Нарушения на засмукването. При здрави хора моносахаридите като глюкоза, галактоза, фруктоза и пентоза се абсорбират от микроворсиите на тънките чревни епителни клетки. Преходът на монозахариди през мембраната на епителните клетки се осъществява чрез вторичен активен транспорт със задължителното участие на АТР-зависима натриева помпа и специфичен носител. В случай на вторичен активен транспорт, енергията на електрохимичен градиент, създаден за друго вещество (натриеви йони) се използва за прехвърляне на едно съединение (например, глюкоза).
Сред етиологичните фактори на нарушенията на абсорбцията на въглехидрати се разграничават следните групи:
1) възпаление на лигавицата на тънките черва;
2) действието на токсините, блокиращи процеса на фосфорилиране и дефосфорилиране (флоридзин, монойодоацетат);
Н) липса на Na + йони, например при хипофункция на надбъбречната кора;
4) нарушение на кръвоснабдяването на чревната стена;
5) при новородени и бебета е възможна недостатъчна активност на храносмилателните ензими и ензимните системи за фосфорилиране и дефосфорилиране на въглехидрати. Като пример, представяме синдром на непоносимост към лактоза без дефицит на лактазен ензим и вроден синдром на лактазен дефицит.
Синдром на непоносимост към лактоза без дефицит на ензима лактаза се появява злокачествено в първите дни след раждането под формата на тежка диария, повръщане, ацидоза, лактозурия и често протеинурия. Атрофия на надбъбречните жлези и черния дроб, дегенерация на бъбречните тубули също се откриват.
Вроден лактазен дефицит. При здрави хора лактазата разгражда лактозата на глюкоза и галактоза. Новородените обикновено получават 50-60 g лактоза (с мляко) на ден. Най-характерната проява на дефицит на лактаза е диария след пиене на мляко. Нехидролизираната лактоза навлиза в долните части на тънките черва, където ферментира с чревна микрофлора, за да образува газове (които причиняват газове) и киселини. Тяхното осмотично действие привлича голямо количество вода в чревната кухина, което причинява диария. В същото време, изпражненията имат кисела рН стойност и съдържат лактоза, понякога се наблюдава лактозурия. С течение на времето детето развива хипотрофия. Този синдром трябва да се различава от придобития лактазен дефицит (с ентерит, възпалителни заболявания на дебелото черво, спруи), както и от дефицит на чревна лактаза, който се среща при възрастни.
Нарушения на отлагането на въглехидрати
Обикновено въглехидратите се отлагат под формата на гликоген. Молекулата на гликоген може да съдържа до един милион монозахариди. В този случай, кристализация на гликоген се случва, така да се каже, и тя няма осмотичен ефект. Тази форма е подходяща за съхранение в клетка. Ако такива количества глюкозни молекули се разтворят, тогава клетката ще се разпадне поради осмотични сили. Гликогенът е депозирана форма на глюкоза. Съдържа се в почти всички тъкани. Особено много в черния дроб и мускулите, в клетките на нервната система количеството гликоген е минимално. Мускулният гликоген се използва като енергиен източник по време на интензивно физическо натоварване. Чернодробният гликогенолиза се активира в отговор на намаляване на концентрацията на глюкоза по време на прекъсвания в хранене или в отговор на стресови ефекти. Основните хормони, които активират гликогенолизата са глюкагон, адреналин (епинефрин) и кортизол.
Дата на добавяне: 2016-01-07; Видян: 394; РАБОТА ЗА ПИСАНЕ НА ПОРЪЧКА
Хормонална регулация на метаболизма на въглехидратите и мазнините
Основните енергийни ресурси на живия организъм - въглехидрати и мазнини, имат висок резерв от потенциална енергия, която лесно се извлича от тях в клетки, използвайки ензимни катаболни трансформации. Енергията, освободена в процеса на биологичното окисление на въглехидратните и мастните метаболизми, както и гликолизата, се превръща в значителна степен в химическата енергия на фосфатните връзки на синтезирания АТФ.
Химичната енергия на високоенергийните връзки, акумулирани в АТФ, на свой ред се изразходва за различни видове клетъчна работа - създаване и поддържане на електрохимични градиенти, мускулно свиване, секреторни и някои транспортни процеси, биосинтез на протеини, мастни киселини и др. В допълнение към функцията "гориво", въглехидратите и мазнините, заедно с протеините, играят ролята на важни доставчици на строителни материали, пластмасови материали, които са част от основните структури на клетката - нуклеинови киселини, прости протеини, гликопротеини, редица липиди и др.
АТФ, синтезиран поради разграждането на въглехидрати и мазнини, не само осигурява на клетките енергия, необходима за работа, но и е източник на образуване на сАМР, а също така участва в регулирането на активността на много ензими, състоянието на структурните протеини, като осигурява тяхното фосфорилиране.
Въглехидратните и липидните субстрати, директно използвани от клетките, са монозахариди (предимно глюкоза) и неестерифицирани мастни киселини (NEFA), а също и кетонни тела в някои тъкани. Източниците им са хранителни продукти, които се абсорбират от червата, отлагат се в органи под формата на гликоген, въглехидрати и липиди под формата на неутрални мазнини, както и не-въглехидратни прекурсори, главно аминокиселини и глицерол, които образуват въглехидрати (глюконеогенеза).
Чернодробната и мастната тъкан (мастна тъкан) принадлежат към отлагащите се органи в гръбначните, а черният дроб и бъбреците към глюконеогенезата. При насекомите мастното тяло е депониращият орган. В допълнение, някои резервни или други продукти, съхранявани или произвеждани в работна клетка, могат да бъдат източници на глюкоза и NEFA. Различните начини и етапи на метаболизма на въглехидрати и мазнини са свързани помежду си с множество взаимни влияния. Посоката и интензивността на тези метаболитни процеси зависят от редица външни и вътрешни фактори. Те включват по-специално количеството и качеството на консумираните храни и ритмите на влизането му в тялото, нивото на мускулна и нервна дейност и др.
Животинският организъм се адаптира към естеството на хранителния режим, към нервния или мускулния товар с помощта на сложен набор от координационни механизми. По този начин, контролът на потока на различни реакции на въглехидратния и липидния метаболизъм се извършва на нивото на клетката чрез концентрациите на съответните субстрати и ензими, както и от степента на натрупване на продуктите от определена реакция. Тези контролиращи механизми са свързани с механизмите на саморегулиране и се прилагат както в едноклетъчни, така и в многоклетъчни организми.
В последния, регулирането на използването на въглехидрати и мазнини може да се случи на ниво междуклетъчни взаимодействия. По-специално, и двата вида метаболизъм взаимно се контролират взаимно: NEFA в мускулите потиска разграждането на глюкозата, докато продуктите от разграждането на глюкозата в мастната тъкан инхибират образуването на NEFA. При най-организираните животни се появява специален междуклетъчен механизъм за регулиране на интерстициалния метаболизъм, който се определя от появата в еволюционния процес на ендокринната система, което е от първостепенно значение за контролиране на метаболитните процеси на целия организъм.
Сред хормоните, които участват в регулирането на мастния и въглехидратния метаболизъм при гръбначните, централно място заемат: хормоните на стомашно-чревния тракт, които контролират храносмилането и усвояването на храносмилателните продукти в кръвта; инсулин и глюкагон са специфични регулатори на интерстициалния метаболизъм на въглехидрати и липиди; Растежният хормон и функционално свързан с него "соматомедин" и CIF, глюкокортикоиди, АКТХ и адреналин са фактори за неспецифична адаптация. Трябва да се отбележи, че много от тези хормони също са пряко включени в регулирането на белтъчния метаболизъм (виж Глава 9). Скоростта на секреция на тези хормони и прилагането на техните ефекти върху тъканите са взаимосвързани.
Не можем да говорим конкретно за функционирането на хормоналните фактори на стомашно-чревния тракт, секретиран в неврохуморалната фаза на секреция. Техните основни ефекти са добре познати от хода на общата физиология на хората и животните и освен това вече са напълно споменати в гл. 3. Нека да се спрем на ендокринната регулация на интерстициалния метаболизъм на въглехидратите и мазнините.
Хормони и регулиране на интерстициалния метаболизъм на въглехидратите. Интегриран показател за баланса на въглехидратния метаболизъм в организма на гръбначните е концентрацията на глюкоза в кръвта. Този индикатор е стабилен и е приблизително 100 mg% (5 mmol / l) при бозайници. Неговите отклонения в нормата обикновено не надвишават ± 30%. Нивото на глюкоза в кръвта зависи, от една страна, от притока на монозахарид в кръвта главно от червата, черния дроб и бъбреците, а от друга страна, от изтичането му в работните и отлагащи тъкани (фиг. 95).
Притокът на глюкоза от черния дроб и бъбреците се определя от съотношението на активността на гликоген фосфорилазата и реакцията на гликоген синтетаза в черния дроб, съотношението на интензивността на глюкозния разпад и интензивността на глюконеогенезата в черния дроб и частично в бъбреците. Влизането на глюкоза в кръвта пряко корелира с нивата на фосфорилазната реакция и процесите на глюконеогенеза.
Изтичането на глюкоза от кръвта в тъканта е в пряка зависимост от скоростта на транспортирането му в мускулните, мастните и лимфоидните клетки, чиито мембрани създават бариера пред проникването на глюкоза в тях (припомнете си, че мембраните на клетките на черния дроб, мозъка и бъбреците са лесно пропускливи за монозахариди); метаболитно използване на глюкоза, което от своя страна зависи от пропускливостта на мембраната към нея и от активността на ключовите ензими на неговата разбивка; превръщане на глюкоза в гликоген в чернодробните клетки (Levin et al., 1955; Newholm, Randle, 1964; Foa, 1972).
Всички тези процеси, свързани с транспорта и глюкозния метаболизъм, се контролират директно от комплекс от хормонални фактори.
Хормоналните регулатори на въглехидратния метаболизъм чрез действие върху общата посока на метаболизма и гликемията могат да бъдат разделени на два типа. Първият вид хормони стимулира използването на глюкоза от тъканите и отлагането му под формата на гликоген, но инхибира глюконеогенезата и следователно причинява намаляване на концентрацията на глюкоза в кръвта.
Хормонът от този тип действие е инсулин. Вторият вид хормон стимулира разграждането на гликогена и глюконеогенезата и следователно причинява повишаване на кръвната глюкоза. Хормоните от този тип включват глюкагон (както и секретин и ВИП) и адреналин. Хормоните от третия тип стимулират глюконеогенезата в черния дроб, потискат усвояването на глюкозата от различни клетки и, въпреки че увеличават образуването на гликоген от хепатоцитите, в резултат на преобладаването на първите два ефекта, като правило, те също повишават нивото на глюкозата в кръвта. Хормоните от този тип включват глюкокортикоиди и GH - "соматомедини". Въпреки това, имайки еднопосочен ефект върху процесите на глюконеогенеза, синтезата на гликоген и гликолиза, глюкокортикоиди и растежен хормон - соматомедините имат различен ефект върху пропускливостта на клетъчните мембрани на мускулната и мастната тъкан към глюкозата.
Според посоката на действие върху концентрацията на глюкоза в кръвта, инсулинът е хипогликемичен хормон (хормон "почивка и насищане"), докато хормоните на втория и третия тип са хипергликемични (хормони "стрес и гладно") (фиг. 96).
Инсулин може да се нарече хормонално усвояване и отлагане на въглехидрати. Една от причините за повишеното използване на глюкоза в тъканите е стимулирането на гликолизата. Извършва се, вероятно, на нивото на активиране на ключовите ензими на гликолизата на хексокиназата, особено на една от четирите му известни изоформи, хексокиназа II и глюкокиназа (Weber, 1966; Ilyin, 1966, 1968). Очевидно, ускоряването на пентозофосфатния път на етапа на глюкозо-6-фосфат дехидрогеназната реакция също играе определена роля в стимулирането на глюкозния катаболизъм чрез инсулин (Leites, Lapteva, 1967). Счита се, че при стимулирането на поемането на глюкоза от черния дроб по време на хранителната хипергликемия под влиянието на инсулин, хормоналната индукция на специфичния чернодробен ензим глюкокиназа, която селективно фосфорилира глюкозата при високи концентрации, играе важна роля.
Основната причина за стимулирането на усвояването на глюкозата от мускулните и мастните клетки е предимно селективното увеличаване на пропускливостта на клетъчните мембрани до монозахарида (Lunsgaard, 1939; Levin, 1950). По този начин се постига увеличение на концентрацията на субстратите за реакцията на хексокиназата и пътя на пентозофосфата.
Засилената гликолиза под влиянието на инсулин в скелетните мускули и миокарда играе важна роля в натрупването на АТФ и осигуряване на функционирането на мускулните клетки. В черния дроб повишената гликолиза изглежда важна не толкова за увеличаване на включването на пируват в тъканната дихателна система, а по-скоро за акумулиране на ацетил СоА и малонил КоА като прекурсори за образуването на многоатомни мастни киселини и следователно триглицериди (Newsholm, Start, 1973),
Глицерофосфатът, образуван по време на гликолизата, също е включен в синтеза на неутрална мазнина. В допълнение, хормоналната стимулация на глюкозо-6-фосфат дехидрогеназната реакция, водеща до образуването на NADPH, редуциращ кофактор, необходим за биосинтеза на мастни киселини и глицерол фосфат, играе важна роля в черния дроб и особено в мастната тъкан за повишаване нивото на липогенеза от глюкоза. При бозайниците само 3-5% от абсорбираната глюкоза се превръща в чернодробен гликоген и повече от 30% се натрупват като мазнини, отложени в депониращите органи.
По този начин, основната посока на действие на инсулина върху гликолизата и пентозофосфатния път в черния дроб и особено в мастната тъкан се редуцира до образуването на триглицериди. При бозайници и птици в адипоцити, както и при по-ниски гръбначни в хепатоцити, глюкозата е един от основните източници на депонирани триглицериди. В тези случаи, физиологичното значение на хормоналното стимулиране на въглехидратното използване се намалява до голяма степен до стимулирането на липидно отлагане. В същото време, инсулинът пряко влияе на синтеза на гликоген - отлаганата форма на въглехидрати - не само в черния дроб, но и в мускулите, бъбреците и, вероятно, мастната тъкан.
Хормонът има стимулиращ ефект върху образуването на гликоген, повишавайки активността на гликоген синтетазата (прехода на неактивната D-форма към активната I-форма) и инхибирайки гликоген фосфорилазата (преходът на неактивната 6-форма към L-формата) и по този начин инхибира гликогеногенезата в клетките (Фиг. 97). И двата ефекта на инсулина върху тези ензими в черния дроб се медиират, както изглежда, от активирането на мембранната протеиназа, натрупването на гликопептиди и активирането на сАМР фосфодиестеразата.
Друга важна посока на инсулиновото действие върху въглехидратния метаболизъм е инхибирането на глюконеогенезните процеси в черния дроб (Krebs, 1964; Ilyin, 1965; Ixton et al., 1971). Инхибирането на глюконеогенезата от хормона се извършва на нивото на намаляване на синтеза на ключови ензими фосфоенолпируват карбоксикиназа и фруктоза 16-дифосфатаза. Тези ефекти се медиират и от увеличаване на скоростта на образуване на гликопептиди - хормонални медиатори (фиг. 98).
Глюкозата при всички физиологични условия е основният източник на енергия за нервните клетки. С увеличаване на инсулиновата секреция, има известно увеличение на поглъщането на глюкоза от нервната тъкан, очевидно поради стимулирането на гликолиза в него. Въпреки това, при високи концентрации на хормона в кръвта, причиняващи хипогликемия, настъпва въглехидратно гладуване на мозъка и инхибиране на неговите функции.
След въвеждането на много големи дози инсулин, дълбокото инхибиране на мозъчните центрове може да доведе първо до развитие на конвулсии, след това до загуба на съзнание и спад в кръвното налягане. Това състояние, което се случва, когато концентрацията на глюкоза в кръвта под 45-50 mg%, се нарича инсулинов (хипогликемичен) шок. Конвулсивен и шоков отговор към инсулин се използва за биологична стандартизация на инсулиновите препарати (Smith, 1950; Stewart, 1960).
Медицина, здраве: Нарушения на въглехидратния метаболизъм, учебно ръководство
Есе по темата:
Нарушения на въглехидратния метаболизъм
Нарушения на въглехидратния метаболизъм
Нарушенията на въглехидратния метаболизъм се класифицират според етапите на процеса. Има няколко такива етапа:
1. Прием на храна в стомашно-чревния тракт, разделяне на монозахариди в дванадесетопръстника и горната част на тънките черва и абсорбцията им в кръвта.
2. Отлагане на въглехидрати.
З. Междинен метаболизъм на въглехидратите:
- анаеробно и аеробно глюкозно разграждане;
- процес на глюконеогенеза (синтез на глюкоза от предшественици без въглехидрати).
4. Изолиране на глюкоза през гломерулния апарат на бъбреците с първична (временна) урина и пълната й реабсорбция в бъбречните тубули.
Нарушаване на разпадането и усвояването на въглехидрати
Нарушаване на разграждането на въглехидрати. В здраво тяло, хидролизата на гликоген и хранително нишесте започва в устната кухина под въздействието на слюнката α-амилаза. Монозахаридите могат да се абсорбират в устната кухина. В стомаха няма ензими, които хидролизират въглехидратите. В кухината на тънките черва под въздействието на α-амилаза сок на панкреаса, те се хидролизират до декстрини и малтоза (абдоминално храносмилане). На повърхността на микроворсиите на ентероцитите се намират следните ензими: захараза, малтаза, лактаза, изомалтаза и други, които разграждат декстрините и дизахаридите в монозахариди (париетално разграждане).
Сред най-типичните дефекти могат да се отдадат липсата на ензими на дизахаридаза: сукраза и изомалтаза, които винаги се проявяват в комбинация. В резултат дихахаридите на захарозата и изомалтозата не се разделят и не се абсорбират от организма. Дизахаридите, които се натрупват в чревния лумен осмотично свързват значително количество вода, което причинява диария (диария). При тези условия е възможно епителни клетки да абсорбират определено количество дизахариди. Въпреки това, те остават метаболично неактивни и в непроменена форма се отделят бързо с урината. В случай на дезахаридазна активност дезахаридният товар не причинява хипергликемия в диапазона от 30-90 минути, какъвто е случаят при здрави хора.
Нарушения на засмукването. При здрави хора моносахаридите като глюкоза, галактоза, фруктоза и пентоза се абсорбират от микроворсиите на тънките чревни епителни клетки. Преходът на монозахариди през мембраната на епителните клетки се осъществява чрез вторичен активен транспорт със задължителното участие на АТР-зависима натриева помпа и специфичен носител. В случай на вторичен активен транспорт, енергията на електрохимичен градиент, създаден за друго вещество (натриеви йони) се използва за прехвърляне на едно съединение (например, глюкоза).
Сред етиологичните фактори на нарушенията на абсорбцията на въглехидрати се разграничават следните групи:
1) възпаление на лигавицата на тънките черва;
2) действието на токсините, блокиращи процеса на фосфорилиране и дефосфорилиране (флоридзин, монойодоацетат);
Н) липса на Na + йони, например при хипофункция на надбъбречната кора;
4) нарушение на кръвоснабдяването на чревната стена;
5) при новородени и бебета е възможна недостатъчна активност на храносмилателните ензими и ензимните системи за фосфорилиране и дефосфорилиране на въглехидрати. Като пример, представяме синдром на непоносимост към лактоза без дефицит на лактазен ензим и вроден синдром на лактазен дефицит.
Синдром на непоносимост към лактоза без дефицит на ензима лактаза се появява злокачествено в първите дни след раждането под формата на тежка диария, повръщане, ацидоза, лактозурия и често протеинурия. Атрофия на надбъбречните жлези и черния дроб, дегенерация на бъбречните тубули също се откриват.
Вроден лактазен дефицит. При здрави хора лактазата разгражда лактозата на глюкоза и галактоза. Новородените обикновено получават 50-60 g лактоза (с мляко) на ден. Най-характерната проява на дефицит на лактаза е диария след пиене на мляко. Нехидролизираната лактоза навлиза в долните части на тънките черва, където ферментира с чревна микрофлора, за да образува газове (които причиняват газове) и киселини. Тяхното осмотично действие привлича голямо количество вода в чревната кухина, което причинява диария. В същото време, изпражненията имат кисела рН стойност и съдържат лактоза, понякога се наблюдава лактозурия. С течение на времето детето развива хипотрофия. Този синдром трябва да се различава от придобития лактазен дефицит (с ентерит, възпалителни заболявания на дебелото черво, спруи), както и от дефицит на чревна лактаза, който се среща при възрастни.
Нарушения на отлагането на въглехидрати
Обикновено въглехидратите се отлагат под формата на гликоген. Молекулата на гликоген може да съдържа до един милион монозахариди. В този случай, кристализация на гликоген се случва, така да се каже, и тя няма осмотичен ефект. Тази форма е подходяща за съхранение в клетка. Ако такива количества глюкозни молекули се разтворят, тогава клетката ще се разпадне поради осмотични сили. Гликогенът е депозирана форма на глюкоза. Съдържа се в почти всички тъкани. Особено много в черния дроб и мускулите, в клетките на нервната система количеството гликоген е минимално. Мускулният гликоген се използва като енергиен източник по време на интензивно физическо натоварване. Чернодробният гликогенолиза се активира в отговор на намаляване на концентрацията на глюкоза по време на прекъсвания в хранене или в отговор на стресови ефекти. Основните хормони, които активират гликогенолизата са глюкагон, адреналин (епинефрин) и кортизол.
Хормонална регулация на гликогенолизата
Ефект върху гликогенолизата
Нарушения на отлагането на въглехидрати, на първо място, включват намаляване на синтеза на гликоген, повишено разграждане на гликоген и патологично отлагане на гликоген.
Намаляване на синтеза на гликоген. Сред етиологичните фактори се отбелязва, първо, токсични увреждания на хепатоцитите (бактериална и вирусна микрофлора, отравяне с фосфор, тетрахлорметан и др.). На второ място, липсата на кислород и, като следствие, ясно изразено намаляване на ефективността на образуването на АТР. Трето, намаляване на тонуса на парасимпатиковата нервна система. Четвърто, хиповитаминоза B и C. Петата етиологична група включва ендокринни заболявания - захарен диабет, тиреотоксикоза, надбъбречна недостатъчност (болест на Адисън).
Повишено разграждане на гликогена. На първо място се наблюдава повишено гликогенолиза в черния дроб, на фона на повишена активност на симпатиковата нервна система; второ, с повишено производство на хормони - гликогенолиза стимулиращи (адреналин, глюкагон, тироксин и соматотропен хормон). Наблюдава се повишаване на симпатиковите ефекти и повишена концентрация в кръвта на хормони, стимулиращи гликогенолизата, при интензивна мускулна работа, шок, треска и емоционално натоварване.
Патологично отлагане на гликоген. Това е група от наследствени заболявания, при които поради генетични дефекти на някои ензими на метаболизма на гликоген, прекомерното му натрупване настъпва в различни органи, предимно в черния дроб и скелетните мускули. При някои видове гликогеноза гликогенът се синтезира с нарушена структура. Описани са 12 форми на гликогеноза. Най-често срещаните са:
Основните видове гликогеноза
хепатомегална цироза, чернодробна недостатъчност, липса на точност
В допълнение към горните типове, описани са по-редки и смесени гликогенози: тип V, или болест на MacDard (MacArdle-Schmid-Pearson); Тип VI, или Gers болест; Болест от тип VII или Tarui; Болест от тип VIII или Hojin и други.
Нарушения на междинния метаболизъм на въглехидратите
Съществуват три групи етиологични фактори, чието действие може да доведе до нарушаване на междинния метаболизъм на въглехидратите.
1. Хипоксия. Недостигът на кислород превръща клетъчния метаболизъм от аеробен до анаеробен тип, при който анаеробният гликолиза става основен източник на енергия с образуването на излишък на млечна и пируровинова киселина. При къса хипоксия излишъкът на лактат и пируват има компенсаторен ефект. Млечната киселина увеличава дисоциацията на оксихемоглобина, разширява коронарните съдове. В допълнение, лактатът навлиза в кръвния поток към черния дроб (цикъла на Corey), където се превръща в пируват с участието на ензима лактат дехидрогеназа. Пируватът в черния дроб е частично окислен и частично се превръща в глюкоза (глюконеогенеза). По този начин, лактатът се връща в метаболитен пул от въглехидрати. Продължителното съществуване на излишък на млечна киселина в тъканите води до недостиг на окислителен субстрат, глюкоза, което води до допълнително намаляване на ефективността на синтеза на АТФ. Дефицитът на макроергите е в основата на увреждането на трансмембранния йон и увеличаването на пропускливостта на мембраната. В крайна сметка това води до значителни структурни и функционални увреждания в тъканите, до и включително клетъчна смърт.
2. Нарушения на черния дроб. В хепатоцитите част от млечната киселина обикновено се ресинтезира в глюкоза и гликоген. Ако черният дроб е повреден, този процес се нарушава, млечната киселина преминава в кръвния поток, развива се ацидоза.
3. Хиповитаминоза. Най-1. Витамин В1 (тиамин) в резултат на процеса на фосфорилиране се превръща в кокарбоксилаза, протетична група на редица ензими на въглехидратния метаболизъм. При недостиг на витамин В1 има дефицит на кокарбоксилаза, което води до потискане на синтеза на ацетил-СоА от пирувинова киселина. Последното се натрупва и частично се превръща в млечна киселина, чието съдържание в тази връзка се увеличава. Инхибирането на окислението на пирувиновата киселина намалява синтеза на ацетилхолин, което причинява смущения в предаването на нервните импулси. При повишаване на концентрацията на пирувинова киселина с 2-3 пъти в сравнение с нормата се наблюдават нарушения на чувствителността, неврит, парализа и др.1 също води до нарушаване на пътя на пентоза фосфат окисление поради намаляване на активността на ензима транскетолаза.
Кръвната глюкоза е основен фактор в хомеостазата. Поддържа се на определено ниво (3.33–5.55 mmol / l) от функциите на червата, черния дроб, бъбреците, панкреаса, надбъбречните жлези, мастната тъкан и други органи.
Съществуват няколко вида регулиране на въглехидратния метаболизъм: субстрат, нервна, бъбречна, хормонална.
Регулиране на субстрата. Основният фактор, определящ метаболизма на глюкозата е нивото на гликемията. Граничната концентрация на глюкоза, при която нейното производство в черния дроб е равна на консумацията на периферни тъкани, е 5.5-5.8 mmol / l. На това ниво черният дроб доставя глюкоза в кръвта; на по-високо ниво, напротив, гликогенният синтез доминира в черния дроб и мускулите.
Нервна регулация. Възбуждането на симпатиковите нервни влакна води до освобождаване на адреналин от надбъбречните жлези, което стимулира разграждането на гликогена в процеса на гликогенолиза. Следователно, когато симпатиковата нервна система се дразни, се наблюдава хипергликемичен ефект. Обратно, стимулирането на парасимпатиковите нервни влакна е придружено от повишена секреция на инсулин от панкреаса, поглъщане на глюкоза в клетката и хипогликемичен ефект.
Бъбречна регулация. В гломерулите на бъбреците глюкозата се филтрира, след което в проксималния тубул се абсорбира от енергийно-зависимия механизъм. Количеството на тубуларната реабсорбция е относително постоянно, с тенденция за намаляване. Ако серумното ниво надвишава 8,8 - 9,9 mmol / l, глюкозата се екскретира с урината. Гликемичният индекс, при който се появява глюкозурия, се нарича бъбречен праг. Екскрецията на глюкоза в урината се влияе от скоростта на гломерулната филтрация, която обикновено е около 13 ml / min. Когато филтрацията намалява с бъбречна недостатъчност или намалява кръвоснабдяването на бъбреците, глюкозата няма да присъства в урината, дори ако гликемията значително надвишава бъбречния праг, тъй като по-малко глюкоза се филтрира и всичко има време да се реабсорбира в проксималните тубули на бъбреците. В случай на нефропатия с нарушена реабсорбция, глюкозата може да се появи в урината дори при нормогликемия. Следователно, нивото на глюкоза в урината не може да бъде диагностицирано с диабет.
Хормонално регулиране. Стабилността на нивото на кръвната глюкоза се влияе от широка гама хормони, докато на практика само инсулин предизвиква хипогликемичен ефект. Глюкагон, адреналин, глюкокортикоиди, STH, АКТХ и TSH имат контраинзулиращ ефект с повишаване на нивото на кръвната захар.
1. Инсулинът е полипептид, състоящ се от две вериги. А-веригата съдържа 21 аминокиселини, В-верига - 30 аминокиселини. Веригите са свързани помежду си с два дисулфидни моста. Инсулин е сходен при различни видове бозайници: А-веригата е идентична при хора, прасета, кучета, кашалоти; В-веригата е идентична с бик, прасе и коза. Всъщност, човешкият и свинският инсулин се различават само по това, че аминокиселината аланин е в карбоксилния край на В-веригата при прасета, а при хората - треонин. Следователно, търговски "човешки инсулин" се произвежда чрез заместване на аланин с треонин в свински инсулин.
Инсулинът се синтезира като неактивна полипептидна верига на проинсулин, така че се съхранява в гранулите на β-клетките на панкреатичните острови на Лангерханс. Активирането на проинсулина се състои в частична протеолиза на пептида съгласно Arg31 и Arg63. В резултат, инсулин и С-пептид се образуват в еквимоларно количество (cnnecting repertide).
Инсулинът в кръвта е в свободно и протеин-свързано състояние. Разграждането на инсулин се появява в черния дроб (до 80%), бъбречната и мастната тъкан. С-пептидът също претърпява деградация в черния дроб, но много по-бавен. Основната концентрация на инсулин, определена радиоимунологично, е в здрави 15-20 микрона * U / ml. След орално натоварване с глюкоза нивото му след 1 час се повишава 5-10 пъти в сравнение с първоначалното. Скоростта на секреция на инсулин на празен стомах е 0.5-1.0 U / h, след хранене се увеличава до 2.5-5 U / h. При здрави хора има две фази на инсулинова секреция - ранен пик (3-10 минути след зареждане с въглехидрати) в края на пика (20 минути). Ранното освобождаване на инсулин инхибира рязко покачване на глюкозата по време на неговото абсорбиране.
В допълнение към хипергликемията, инсулиновата секреция се стимулира от глюкагон, както и от чревни полипептидни хормони, включително гастроинтестинален инсулинотропен полипептиден хормон (GIP), аминокиселини, свободни мастни киселини, дразнене на вагуса.
Метаболитният ефект на инсулина е сложен, той включва директни ефекти върху липидите, протеините и особено във връзка със захарния диабет - върху обмяната на D-глюкоза. Инсулинът подобрява мембранния транспорт на глюкоза, аминокиселини и К +, активира много вътреклетъчни ензими. В същото време, молекулата инсулинов полипептид не е в състояние да проникне през клетъчната мембрана, така че всички ефекти на инсулина се извършват чрез специални рецептори на повърхността на клетъчната мембрана. Инсулиновият рецептор е сложен, той се състои от а- и β-субединици, свързани с дисулфидни мостове.
Високите концентрации на инсулин в кръвта имат анаболен и ниско катаболен ефект върху метаболизма.
Инсулинът може да развие резистентност, остра съпротива, свързана с инфекции или възпаление. Резистентността може да се определи от появата на антитела към инсулин (IgG) и нечувствителност на тъканите в кръвния поток, която често се наблюдава при затлъстяване. Афинитетът (рецепторния афинитет към инсулин) и / или броя на рецепторите зависи от редица фактори; те са сулфонилурейни лекарства, рН, сАМР, физическа активност, естество и състав на храна, антитела и други хормони.
2. Глюкагон - неговите ефекти са противоположни на инсулина. Глюкагонът стимулира чернодробния гликогенолиза и глюконеогенезата и насърчава липолизата и кетогенезата.
3. Адреналинът в черния дроб стимулира гликогенолизата и глюконеогенезата, в скелетните мускули - гликогенолизата и липолизата, в мастната тъкан се увеличава липолизата. Свръхпродукция на адреналин се наблюдава при феохромоцитом, с преходна хипергликемия в кръвта.
4. Глюкокортикоидите повишават глюконеогенезата, инхибират транспорта на глюкозата, инхибират гликолизата и цикъла на пентозофосфата, намаляват синтеза на протеини, усилват ефекта на глюкагон, катехоламини, соматотропния хормон. Прекомерното производство на глюкокортикоиден хидрокортизон се характеризира със синдром на Иценко-Кушинг, при който се появява хипергликемия, дължаща се на прекомерно образуване на глюкоза от протеини и други субстрати.
5. Тиреоидните хормони увеличават скоростта на усвояване на глюкозата, ускоряват нейната абсорбция в червата, активират инсулиназата, увеличават основния метаболитен темп, включително окисляването на глюкозата. Тироид-стимулиращият хормон проявява метаболитни ефекти чрез стимулиране на щитовидната жлеза.
6. Соматотропният хормон има метаболитен ефект, има хипергликемичен ефект и липолитичен ефект в мастната тъкан.
7. Адренокортикотропният хормон директно и чрез стимулиране на освобождаването на глюкокортикоиди предизвиква изразен хипергликемичен ефект.
Хипергликемия - повишаване на нивата на кръвната захар над 6,0 mmol / l на празен стомах. Нормалната концентрация на кръвната захар на гладно е 3,33 - 5,55 mmol / l. Хипергликемичните състояния при хора са по-чести от хипогликемията. Различават се следните видове хипергликемия:
1. Физиологична хипергликемия. Това са бързо обратими държави. Нормализирането на нивото на глюкозата в кръвта става без външни коригиращи действия. Те включват:
1. Алиментарна хипергликемия. Поради приема на храна, съдържаща въглехидрати. При практически здрави хора, пикът на кръвната глюкоза се достига приблизително в края на първия час след започване на хранене и се връща до горната граница на нормата до края на втория час след хранене. Активирането на инсулиновата секреция от β-клетките на панкреатичните острови на Лангерханс започва рефлексивно, веднага след като храната попадне в устната кухина и достигне максимум, когато храната напредва в дванадесетопръстника и тънките черва. Инсулинът осигурява трансмембранен трансфер на глюкозни молекули от кръвта в цитоплазмата на клетките. Това гарантира наличието на въглехидрати в хранителните клетки на организма и ограничава загубата на глюкоза в урината.
2. Неврогенна хипергликемия. Тя се развива в отговор на психологически стрес и се причинява от освобождаването в кръвта на голям брой катехоламини. Под влияние на повишена концентрация на катехоламини в кръвта се активира аденилат циклаза. В цитоплазмата на хепатоцитите и скелетните мускули аденилат циклазата повишава нивото на цикличния АМФ. Освен това, сАМР активира протеин киназата на фосфорилаза "Ь", която превръща неактивната фосфорилаза "Ь" в активната фосфорилаза "а". В процеса на гликогенолиза, фосфорилазата "а" регулира скоростта на разграждане на гликоген в черния дроб и мускулите. Така, хиперконцентрацията на катехоламини в кръвта по време на психо-емоционални и моторни натоварвания и претоварвания води до повишена активност на фосфорилазата „а” и ускорява разграждането на гликогена в черния дроб и скелетните мускули.
2. Патологична хипергликемия. Тяхното развитие може да се дължи на:
1) невроендокринни нарушения, които се основават на нарушения на оптималното съотношение между нивата на хормоните на хипо- и хипергликемичното действие в кръвта. Например при заболявания на хипофизната жлеза, тумори на надбъбречната кора, с феохромоцитом, хипертиреоидизъм; с недостатъчно производство на инсулин;
2) органични лезии на централната нервна система, нарушения на мозъчната циркулация на различни етиологии;
3) значителна чернодробна дисфункция с възпалителен или дегенеративен характер;
4) конвулсивни състояния при разцепване на мускулния гликоген и образуването на лактат, от който се синтезира глюкоза в черния дроб;
5) действието на някои видове лекарства (морфин, етер), стимулиращи симпатиковата нервна система и по този начин допринасящи за развитието на хипергликемия.
Най-честата хипергликемия се появява, когато инсулиновата недостатъчност - инсулинозависима хипергликемия, която е в основата на захарния диабет.
Захарен диабет е група от метаболитни (метаболитни) заболявания, характеризиращи се с хипергликемия, която е резултат от дефекти в инсулиновата секреция и / или действието на инсулин, или и двете. Хроничната хипергликемия при диабет е съчетана с увреждане, дисфункция и недостатъчност на различни органи, особено на очите, бъбреците, нервите, сърцето и кръвоносните съдове.
Патогенезата на захарния диабет се състои от няколко връзки: от автоимунно увреждане на β-клетките на панкреаса, последвано от инсулинов дефицит до нарушения, които предизвикват инсулинова резистентност. В основата на метаболитни нарушения на въглехидрати, мазнини и протеини при диабет е недостатъчността на ефекта на инсулина в прицелните тъкани. Нарушенията на секрецията на инсулин и дефектите на неговото действие често съществуват при един и същ пациент, а понякога не е ясно кои нарушения са основната причина за хипергликемия.
Симптомите на тежка хипергликемия включват полиурия, полидипсия, загуба на тегло, понякога с полифагия и намалена зрителна острота. Увреждането на растежа и податливостта към инфекции могат също да съпътстват хронична хипергликемия. Остри, животозастрашаващи усложнения на диабета - хипергликемия с кетоацидоза, както и хиперосмоларен синдром без кетоза.
Хроничните усложнения на диабета включват ретинопатия с възможно развитие на слепота; нефропатия, водеща до бъбречна недостатъчност; периферна невропатия с риск от улцерация на долните крайници и ампутация, както и ставата на Шарко; автономна невропатия, причиняваща стомашно-чревни, урогенитални, сърдечно-съдови симптоми и сексуална дисфункция. Сред пациентите с диабет честотата на атеросклеротичните съдови лезии на сърцето, периферните и мозъчните съдове е висока. Често хипертония, нарушения на липопротеиновия метаболизъм и парадонтоза се срещат при пациенти. Емоционалното и социално въздействие на диабета и необходимостта от лечение могат да причинят значителна психосоциална дисфункция при пациенти и техните семейства.
Разграничават се две патогенетични категории захарен диабет: първи и втори. Захарен диабет тип I (или тип I) от тип I се причинява от абсолютен дефицит на инсулинова секреция. При диабет II категория (тип II) има както инсулинова резистентност, така и неадекватна компенсаторна инсулин-секреторна реакция.
Диабет тип I (разрушаване на β-клетки, което обикновено води до абсолютен дефицит на инсулин). В рамките на тази категория съществуват две форми: имунно медииран диабет и идиопатичен диабет.
Имуно-медииран диабет. Тази форма на диабет се обозначава и с термините: инсулинозависим захарен диабет (IDDM), диабет тип I, диабет с ювенилно начало. Това е резултат от автоимунно разрушаване на панкреатичните β-клетки.
Маркерите на β-клетъчната имунна деструкция включват островни автоантитела (ICAs), инсулинови автоантитела (IAAs), глутаминова киселина декарбоксилазни автоантитела (GAD)65) и автоантитела към тирозин фосфатази LA-2 и LA2b.
Етиопатогенезата. Под въздействието на вируси и химически агенти, на фона на инсулит (възпаление на панкреатичните островчета), антиген се експресира на повърхността на β-клетките. Макрофагите разпознават този антиген като чужд, активирайки имунния отговор на Т-клетките. Т-клетъчният отговор, насочен срещу екзогенни антигени, може да повлияе клетъчните островни антигени и по този начин да причини увреждане на р-клетката. Автоантитела се появяват върху повърхността и цитоплазмените антигени на β-клетките. Автоимунното разрушаване протича тайно, от момента на пускането на тези реакции до клиничната проява (смъртта на 80-90% от β-клетките) през определен период. Клинично, началото на диабет тип I е последният етап от процеса на увреждане на островни клетки. Имуно-медиираният диабет обикновено започва в детска и юношеска възраст, но може да се развие във всеки период от живота, дори и при 80- или 90-годишни.
С ранно откриване на увреждане на тези клетки и с подходящо лечение, клетъчното увреждане може да бъде спряно и предотвратено.
Автоимунното унищожаване на β-клетките има множество генетично рецесивни предразполагащи фактори, но също така се влияе от фактори на околната среда, които са слабо разбрани. Въпреки че пациентите рядко имат затлъстяване, присъствието му не означава несъвместимост с тази диагноза. Пациенти с диабет тип I също често са предразположени към други автоимунни заболявания, като болест на Грейвс, тиреоидит на Хашимото, болест на Адисън, витилиго и др.
Идиопатичен диабет. Някои форми на диабет тип I нямат известна етиология. Редица такива пациенти имат персистираща инсулинопения и склонност към кетоацидоза, но им липсват показатели за автоимунен процес. Въпреки че само малка част от пациентите с диабет тип I попадат в тази категория, от тези, които могат да бъдат класифицирани като диабет, повечето са от африкански или азиатски произход. При пациенти с тази форма на диабет, понякога се появява кетоацидоза и представя различни степени на инсулинов дефицит между такива епизоди. Тази форма на диабет има ясно наследяване, липса на данни за автоимунно увреждане на β-клетки и не е свързано с HLA. Абсолютната необходимост от инсулинозаместителна терапия при тези пациенти може да се появи и изчезне.
Диабет тип II (от преобладаващата инсулинова резистентност с относителна инсулинова недостатъчност към преобладаващия дефект на секрецията на инсулин с относителна инсулинова резистентност).
Тази форма на диабет се обозначава и с термините: инсулинозависим захарен диабет (NIDDM), диабет тип II, диабет с „възрастен” начало. с началото на "възрастен". Първоначално и често през целия живот, инсулинът не е от жизненоважно значение за тези пациенти.
Основната причина за диабет тип II е нечувствителността на инсулин-зависимите тъкани (черния дроб, мускулите, мастната тъкан) към инсулина. Обикновено, инсулинът се свързва със специфични рецептори на клетъчната мембрана и по този начин задейства поемането на глюкоза от клетката и вътреклетъчния метаболизъм на глюкозата. Резистентността може да се появи на рецепторни и пост-рецепторни нива. В този случай инсулинът първо се произвежда в нормално или излишък.
Повечето пациенти с тази форма са с наднормено тегло, което само по себе си причинява известна степен на инсулинова резистентност. При пациенти, които нямат затлъстяване съгласно традиционните критерии за маса, може да има повишен процент на телесни мазнини, разпределени главно в коремната област. При този тип диабет, кетоацидоза рядко се развива спонтанно и когато се наблюдава, обикновено се свързва със стрес в резултат на друго заболяване, като например инфекция. Тази форма на диабет често остава недиагностицирана в продължение на много години, тъй като хипергликемията се развива постепенно, а ранните етапи понякога не са достатъчно ясно изразени за пациента, за да забележи някой от класическите симптоми на диабет. Такива пациенти са в състояние на повишен риск от макро- и микроваскуларни усложнения. Въпреки че пациентите с тази форма на диабет могат да имат нива на инсулин, които изглеждат нормални или повишени, може да се очаква, че те биха били дори по-високи в отговор на висока гликемия, ако β-клетките функционират нормално. Така, секрецията на инсулин при тези пациенти е непълна и недостатъчна, за да компенсира инсулиновата резистентност. Инсулиновата резистентност може да намалее в резултат на загуба на тегло и / или фармакотерапия на хипергликемия, но рядко се възстановява до нормалното. Рискът от развитие на този тип диабет се увеличава с възрастта, затлъстяването и липсата на физическа активност. По-често се среща при жени с предшестващ диабет при бременни жени и при пациенти с хипертония и дислипидемия, а честотата му варира в различните расови и етнически подгрупи. Някои характеристики на захарен диабет тип I и II са представени в таблицата.
Основните признаци на захарен диабет тип I и II