Zamenjava maščob
Presnova maščob - niz procesov transformacije maščob v telesu. Maščobe - energijski in plastični material, so del membran in citoplazme celic. Del maščobe se kopiči v obliki rezerv v podkožnem maščobnem tkivu, velikem in majhnem omentumu in okrog nekaterih notranjih organov (ledvice) - 30% celotne telesne mase. Večina maščobe je nevtralna maščoba, ki sodeluje pri presnovi maščob. Dnevna potreba po maščobah - 70-100 g
Nekatere maščobne kisline so nepogrešljive za telo in morajo izhajati iz hrane - to so polinenasičene maščobne kisline: linolenske, linolenske, arahidonske, gama-aminobutirne (morski sadeži, mlečni izdelki). Gama-aminobutirna kislina je glavna inhibitorna snov v centralnem živčnem sistemu. Zahvaljujoč temu, se redno spreminja faze spanja in budnosti, pravilno delovanje nevronov. Maščobe se delijo na živalska in rastlinska (olja), ki so zelo pomembna za normalno presnovo maščob.
Faze presnove maščob:
1. encimska razgradnja maščob v prebavnem traktu na glicerin in maščobne kisline;
2. nastajanje lipoproteinov v črevesni sluznici;
3. transport lipoproteinov v krvi;
4. hidroliza teh spojin na površini celičnih membran;
5. absorpcija glicerola in maščobnih kislin v celice;
6. sinteza lastnih lipidov iz maščob;
7. oksidacija maščob s sproščanjem energije, CO2 in vodo.
S prekomernim vnosom maščobe iz hrane gre v glikogen v jetrih ali se odlaga v rezervo. S hrano, bogato z maščobami, oseba prejme maščobne snovi - fosfatide in stearine. Fosfatidi so potrebni za izgradnjo celičnih membran, jeder in citoplazme. So bogati z živčnim tkivom.
Glavni predstavnik stearina je holesterol. Njegova norma v plazmi je 3,11 - 6,47 mmol / l. Holesterol je bogat z rumenjakom, maslom in jetra. Potreben je za normalno delovanje živčnega sistema, reproduktivnega sistema, iz katerega se gradijo celične membrane in spolni hormoni. V patologiji vodi do ateroskleroze.
Presnova ogljikovih hidratov - niz transformacij ogljikovih hidratov v telesu. Ogljikovi hidrati - vir energije v telesu za neposredno uporabo (glukoza) ali tvorbo skladišča (glikogen). Dnevna potreba - 400-500 gr.
Stopnje presnove ogljikovih hidratov:
1. encimska razgradnja ogljikovih hidratov hrane do monosaharidov;
2. absorpcija monosaharidov v tankem črevesu;
3. odlaganje glukoze v jetrih v obliki glikogena ali njegove neposredne uporabe;
4. razgradnjo glikogena v jetrih in pretok glukoze v kri;
5. oksidacija glukoze z sproščanjem CO2 in vodo.
Ogljikovi hidrati se absorbirajo v prebavnem traktu v obliki glukoze, fruktoze in galaktoze. V rotacijsko veno vstopajo v jetra, kjer se pretvarjajo v glukozo, ki se nabira v obliki glikogena. Proces glukoze v glikogen v jetrih - glikogeneza.
Glukoza je stalna komponenta krvi in je običajno 4,44-6,67 mmol / l (80 - 120 mg /%). Povečana glukoza v krvi - hiperglikemija, zmanjšanje - hipoglikemija. Znižanje ravni glukoze na 3,89 mmol / l (70 mg /%) povzroči občutek lakote, do 3,22 mmol / l (40 mg /%) - pojavijo se konvulzije, delirij in izguba zavesti (koma). Proces razgradnje glikogena v jetrih do glukoze je glikogenoliza. Proces biosinteze ogljikovih hidratov iz produktov razpadanja maščob in proteinov je glikoneogeneza. Proces cepitve ogljikovih hidratov brez kisika s kopičenjem energije in nastajanjem mlečne in piruvične kisline - glikolizo. Ko se glukoza v hrani poveča, jo jetra pretvorijo v maščobo, ki se nato uporabi.
Prehrana - zapleten proces sprejemanja, prebave, absorpcije in asimilacije hranil v telesu. Optimalno razmerje beljakovin, maščob in ogljikovih hidratov za zdravo osebo: 1: 1: 4.
194.48.155.245 © studopedia.ru ni avtor objavljenih gradiv. Vendar pa ponuja možnost brezplačne uporabe. Ali obstaja kršitev avtorskih pravic? Pišite nam Povratne informacije.
Onemogoči adBlock!
in osvežite stran (F5)
zelo potrebno
Stopnje presnove ogljikovih hidratov;
1. faza. Cepitev polisaharidov in njihova absorpcija v kri, ogljikovi hidrati vstopajo v telo s hrano in se razcepijo v dvanajstniku in v zgornjem tankem črevesu do monosaharidov, za podrobnosti o prebavi in absorpciji ogljikovih hidratov glej učbenik str.
2. faza. Odstranjevanje ogljikovih hidratov: Ogljikovi hidrati se odlagajo v obliki glikogena v jetrih in mišicah, v obliki triglicerinov v maščobnem tkivu - približno 90% vsesanih monosaharidov vstopi v krvni obtok in nato v jetra, kjer se spremenijo v glikogen (s čimer se zagotovi postopek glikogeneze). % ogljikovih hidratov skozi limfni sistem s sedanjo limfo se širi na vsa tkiva v telesu.
Kršitev odlaganja ogljikovih hidratov je:
· V zmanjšanje depozita glukoze v obliki glikogena - a) je povezana s sintezo glikogena pri boleznih jeter (hepatitis, zastrupitev s fosforjem, CCl) t4, hipoksija, B 'in C hipoavitaminoza, endokrine motnje - diabetes, Addisonova bolezen, tirotoksikoza,, ton, ps), kadar hepatociti ne morejo sintetizirati glikogena; b) pri dednih boleznih - aglikogenoza in glikogenoza 0, za katere je značilna napaka v encimu glikogen sintetaza, podedovana avtosomno recesivno; c) zaradi povečane razgradnje glikogena (glikogenoliza) v pogojih vzbujanja CNS, vročine, stresa.
· pri izboljšanju depozita - ti vključujejo variacije patološkega odlaganja glikogena, ki je posledica dednih okvar encimov metabolizma glikogena (znanih je 12 vrst glikogenoze, glej učbenik str. 274-275)
Ena od najpomembnejših manifestacij kršitve odlaganja ogljikovih hidratov je hipoglikemijo.
3. faza. Vmesni metabolizem ogljikovih hidratov vključuje vse transformacije ogljikovih hidratov od trenutka, ko vstopijo v celico do nastanka končnih produktov CO t2 in H2O:
- glikoliza - anaerobna oksidacija glukoze v piruvat in laktat;
- aerobna razgradnja gluoksidativne dekarboksilacije piruvata v ac-Co A (piruvat se pretvori z uporabo kompleksnega encimskega kompleksa - piruvat dehidrogenaznega sistema, katerega vitamin B je koencim);
- TsTK- zahteva tudi koencim - vitamin B za nekatere encime te presnovne poti;
- cikel pentoznega fosfata ali shunt dovajanje NADPH2, potreben za sintezo maščobnih kislin, holesterola in steroidnih hormonov ter riboz-5-fosfata, ki se lahko uporablja v biosintezi RNA in DNA.
Vmesne presnovne motnje sestojijo iz preklapljanja poti aerobne presnove glukoze v anaerobno razgradnjo, ki se opazi, ko:
· Patologija dihalnega sistema in kardiovaskularnega sistema
· Hipoavitaminoza B 'in C
Posledice kršitve treh stopenj metabolizma ogljikovih hidratov so: a) presnovna acidoza zaradi kopičenja laktata in piruvata; b) s ats-Co A in zato ↓ tvorba ATP, NADF · H2 in sinteza acetilholina; c) of aktivnost cikla pentoznega fosfata, ki vodi do of sinteze holesterola, FA, NA, hormonov.
4. faza. Izolacija z glukozo in njena reapsorpcija - kršitve te faze so:
· zmanjšanje filtriranja glukoze v primeru ledvične odpovedi ali v ledvični krvni obtok, kadar glukoza v urinu ni prisotna, tudi če glikemija presega ledvični prag (8,8–9,9 mmol / l), saj se pod temi pogoji filtrira manj glukoze in ima vse čas, da se reabsorbira v proksimalno tubuli ledvic;
· pri povečevanju glufiliranja, kar opazimo pri ledvični glukozuriji;
· V zmanjšanje reapsorpcije lepila v primeru nefropatije, ko se glukoza lahko pojavi v urinu tudi pri normoglikemiji, je zaradi teh dejstev nemogoče postaviti diagnozo sladkorne bolezni le na ravni glukoze v urinu.
Regulacija presnove ogljikovih hidratov.
Raven glukoze v krvi je najpomembnejši dejavnik v homeostazi organizma kot celote in merilo ustreznosti uravnavanja presnove ogljikovih hidratov. Normalne ravni glukoze v krvi vzdržujejo centralni živčni sistem, črevesje, jetra, ledvice, trebušna slinavka, nadledvične žleze, maščobno tkivo in drugi organi.
Če je presnova ogljikovih hidratov zmanjšana, se lahko razvije hiperglikemija (koncentracija glukoze> 5,5 mmol / l) in hipoglikemija (koncentracija glukoze 2 + endoplazmatski retikulum).
Presnovni učinek kompleksa insulina vključuje 8 učinkov na presnovo ogljikovih hidratov, lipidov, beljakovin, NK (poznam jih - učbenik na str. 278-279).
Učinki insulina: 1) et -t prepustnost celičnih membran v mišicah in maščobnem tkivu za glu, natrijeve ione, kalij, AK, za ketonska telesa v mišicah;
2) povečano glikogenezo v jetrih z aktivacijo glikogen sintetaze;
3) aktivira encim heksokinazo, ki fosforilira glu;
4) zmanjšuje glikogenolizo, zavira aktivnost fosfataze in fosforilaze;
5) zmanjšuje aktivnost encimov glukoneogeneze;
6) aktivira sintezo beljakovin;
7) izboljša sintezo trigliceridov iz ogljikovih hidratov;
8) pospešuje uporabo napak v TCA in PFS.
Inzulin je torej anabolični hormon, ki v presnovi zagotavlja antikatabolični učinek.
test_control_2001_with_responses
1. Akutni virusni hepatitis "A".
2. Akutni virusni hepatitis "B".
3 Alkoholna poškodba jeter.
4. Obstruktivna zlatenica.
5. Hemolitična zlatenica.
Delež nekonjugiranega bilirubina v skupnem bilirubinu je več kot 90%
1. Bolezni Gilberta
2. Kronični trajni hepatitis
3. Rak Vater Nipple.
4. Obtočna zlatenica.
5. Akutni virusni hepatitis.
Pri bolnikih z zlatenico se je povečala serumska aktivnost
5` -nukleotidaza> GGTP> ALP> ALT> AST je najbolj značilen za
1. Akutni virusni hepatitis "A".
2. Akutni virusni hepatitis "B".
3. Alkoholne poškodbe jeter.
4 Obstruktivna zlatenica.
5. Hemolitična zlatenica.
Informativni test citolitičnega sindroma je
povečanje serumske aktivnosti
4. GGTP, sorbitol dehidrogenaza.
5 Vse našteto.
Informativen kazalec zmanjšanja sposobnosti jetrnih sintez je
1. Povečan albumin.
2. Zmanjšana aktivnost transaminaz.
3 Zmanjšan protrombin.
4. Izboljšanje fibrinogena.
5. Vse navedeno.
Hepatocit citokrom P-450 zagotavlja
1. Sinteza glikogena.
2 Ksenobiotična razstrupljanje.
3. Sinteza maščobnih kislin.
4. Sinteza žolčnih kislin.
5. Vse zgoraj navedeno je pravilno.
Povečanje seruma je značilno za toksični učinek alkohola na jetra.
2. Produkti razgradnje fibrina.
3 Dejavnosti GGTP.
4. Aktivnost holinesteraze.
5. Dejavnosti kisle fosfataze.
Največja aktivnost AsAT v hepatocitih se ugotovi pri:
3. Golgijev aparat.
5. Plazemska membrana.
Pri porazu hepatocitov je največje relativno povečanje seruma
Značilna je povečana serumska aktivnost sorbitol dehidrogenaze
1. Bolezen srca.
2 Bolezen jeter.
3. bolezni skeletnih mišic.
4. Poškodbe ledvic.
5. Bolezni trebušne slinavke.
Mednarodna klasifikacija deli fermenite v šest razredov.
glede na njihovo
1. Molekularna masa.
2. Specifičnost substrata.
3. Učinkovitost katalize.
4 Vrsta katalizirane reakcije.
5. Pripadnost organom.
Aktivnost kisle fosfataze je v serumu višja kot v plazmi
1. Encim se sprosti iz trombocitov, ko nastane strdek..
2. V plazmi se encim sorbira na fibrinogen.
3. Izguba encimske polimerizacije se pojavi v plazmi.
4. V serumu se aktivira encim.
5. Zaviralci encimov so prisotni v plazmi.
Bolnik z akutno bolečino v prsnem košu ali v trebuhu
relativno povečanje serumske aktivnosti QA> AST> ALT >>
GGTP> amilaza. Najverjetnejša diagnoza
1. Akutni pankreatitis.
2. Akutni virusni hepatitis.
3. ledvična kolika.
4 Miokardni infarkt.
5. Akutni plevritis.
Bolnik z akutno bolečino v prsnem košu ali v trebuhu
relativno povečanje aktivnosti lipaze v serumu> amilaza >>
ALT> AST >> KK. Najverjetnejša diagnoza
1. Akutni pankreatitis.
2. Akutni virusni hepatitis.
3. ledvična kolika.
4. Miokardni infarkt.
5. Akutni plevritis.
Bolnik z akutno bolečino v prsnem košu ali v trebuhu
zvišana serumska aktivnost ALT> GGTP>
AST> amilaza >> KK. To je značilno za
1. Akutni pankreatitis.
2. ledvična kolika.
3 Hepatocelularna patologija.
4. Miokardni infarkt.
5. Pljučna embolija.
Večina kaže na povečano resorpcijo kosti
povečanje serumske aktivnosti
1. Alkalna fosfataza.
4. Tartratno odporna kisla fosfataza.
Pri raku prostate se večinoma povečuje.
3. Alkalna fosfataza.
4 Tartratna kislina fosfataza.
Za diagnozo obstruktivne zlatenice je priporočljivo ugotoviti
serumsko aktivnost
2. Izoencimi LDH.
5. Izoenzimi kreatin-kinaze.
Encim, ki se izloča v kri, je
2. Alkalna fosfataza.
Oznake holestaze so
2. Izoencimi LDH in kreatin kinaze.
3. Histidaza, urokinaza.
4 5`-nukleotidaza, GGTP, alkalna fosfataza.
5. Vsi zgoraj navedeni encimi.
Hemoliza rdečih krvničk poveča aktivnost
Intracelularni mediator delovanja hormonov je lahko
5 Vse to je res..
Hormoni so lahko
5 Vse navedene snovi.
1. Znižuje raven kalcija v krvi.
2. Poveča raven kalcija v krvi.
3. Poveča raven fosforja v serumu.
4. Ne vpliva na raven kalcija in fosforja v serumu.
5. Preprečuje izločanje kalcija in fosforja z urinom.
Vpliva na raven aldosterona v krvnem serumu
1. Položaj telesa.
2. Vsebnost natrija v hrani.
3. Plazemska koncentracija renina.
4. Vsebnost kalija v plazmi.
5 Vse našteto.
Serumske vrednosti aldosterona se povečajo s
1. Conn sindrom.
2. Hipertenzivna bolezen srca (maligna oblika).
3. Hiperplazija skorje nadledvične žleze.
4. Vse te bolezni.
5 Nobena od navedenih bolezni.
Motnje odlaganja ogljikovih hidratov
Običajno se ogljikovi hidrati odlagajo v obliki glikogena. Molekula glikogena lahko vsebuje do milijon monosaharidov. V tem primeru pride do kristalizacije glikogena, in sicer brez osmotskega učinka. Ta oblika je primerna za shranjevanje v kletki. Če bi se tako število molekul glukoze raztopilo, bi se celica razgradila zaradi osmotskih sil. Glikogen je deponirana oblika glukoze. Vsebuje ga skoraj vsa tkiva. Še posebej v jetrih in mišicah, v celicah živčnega sistema je količina glikogena minimalna. Mišični glikogen se uporablja kot vir energije med intenzivnimi fizičnimi napori. Glikogenoliza jeter se aktivira kot odziv na zmanjšanje koncentracije glukoze med odmori v obroku ali kot odziv na stresne učinke. Glavni hormoni, ki aktivirajo gliko-genolizo, so glukagon, adrenalin (epinefrin) in kortizol.
Hormonska regulacija glikogenolize
Vpliv na glikogenolizo
Nadledvična medula
Motnje odlaganja ogljikovih hidratov vključujejo predvsem zmanjšanje sinteze glikogena, povečano razgradnjo glikogena in patološko odlaganje glikogena.
Zmanjšana sinteza glikogena. Med etiološkimi dejavniki je bilo ugotovljeno, prvič, strupena poškodba hepatocitov (bakterijska in virusna mikroflora, zastrupitev s fosforjem, ogljikovim tetrakloridom itd.). Drugič, pomanjkanje kisika in posledično izrazito zmanjšanje učinkovitosti nastajanja ATP. Tretjič, zmanjšanje tona parasimpatičnega živčnega sistema. Četrta, hipovitaminoza B in C. 5. etiološka skupina vključuje endokrine bolezni - diabetes mellitus, tirotoksikozo, adrenalno insuficienco (Addisonova bolezen).
Povečana razgradnja glikogena. Najprej se poveča glikogenoliza v jetrih, v ozadju povečane aktivnosti simpatičnega živčnega sistema; drugič, s povečano proizvodnjo hormonov - stimulansov glikogenolize (adrenalin, glukagon, tiroksin in somatotropni hormon). Z intenzivnim delovanjem mišic, šokom, zvišano telesno temperaturo in čustvenim naporom opazimo povečanje simpatičnih učinkov in povečano koncentracijo hormonov v krvi hormonov, ki spodbujajo glikogenolizo.
Patološko odlaganje glikogena. Gre za skupino dednih bolezni, pri kateri se zaradi genetskih okvar nekaterih encimov metabolizma glikogena pojavi prekomerno kopičenje v različnih organih, predvsem v jetrih in skeletnih mišicah. Pri nekaterih vrstah glikogenoze se glikogen sintetizira z moteno strukturo. Opisanih je 12 oblik glikogenoze. Najpogostejši so:
Motnje odlaganja ogljikovih hidratov
Motnje presnove ogljikovih hidratov
Motnje presnove ogljikovih hidratov so razvrščene glede na korake postopka. Obstaja več takih stopenj:
1. Vnos hrane v prebavnem traktu, cepljenje do monosaharidov v dvanajstniku in zgornjem tankem črevesu ter njihova absorpcija v kri.
2. Odlaganje ogljikovih hidratov.
H. Vmesna presnova ogljikovih hidratov:
- anaerobna in aerobna digestija glukoze;
- proces glukoneogeneze (sinteza glukoze iz predhodnih sestavin brez ogljikovih hidratov).
4. Izolacija glukoze skozi glomerularni aparat ledvic s primarnim (začasnim) urinom in njegovo popolno reabsorpcijo v ledvičnih tubulih.
Kršitev razgradnje in absorpcije ogljikovih hidratov
Kršitev razgradnje ogljikovih hidratov. V zdravem telesu se hidroliza glikogena in živilskega škroba začne v ustni votlini pod vplivom a-amilaze sline. Monosaharidi se lahko absorbirajo v ustni votlini. V želodcu ni encimov, ki hidrolizirajo ogljikove hidrate. V votlini tankega črevesa pod vplivom α-amilaznega soka trebušne slinavke se hidrolizirajo v dekstrine in maltozo (trebušna presnova). Na površini mikrovil enterocitov se nahajajo naslednji encimi: saharoza, maltaza, laktaza, izomaltaza in drugi, ki razgrajujejo dekstrine in disaharide v monosaharide (parietalna digestija).
Med najbolj značilne napake lahko pripišemo pomanjkanje disaharidaznih encimov: saharoze in izomaltaze, ki se vedno kažejo v kombinaciji. Posledično disaharidi saharoze in izomaltoze niso razdeljeni in jih telo ne absorbira. Disaharidi, ki se naberejo v črevesnem lumnu, osmotsko vežejo veliko količino vode, ki povzroča drisko (driska). Pod temi pogoji je možno tudi, da epitelne celice absorbirajo določeno količino disaharidov. Vendar ostajajo metabolično neaktivni in se v nespremenjeni obliki precej hitro izločajo z urinom. V primeru pomanjkanja disaharidazne aktivnosti disacaridna obremenitev ne povzroča hiperglikemije v razponu od 30 do 90 minut, kot je to pri zdravih ljudeh.
Motnje sesanja. Pri zdravih ljudeh monosaharidi, kot so glukoza, galaktoza, fruktoza in pentoza, absorbirajo mikrovili majhnih črevesnih epitelijskih celic. Prehod monosaharidov preko membrane epitelijskih celic poteka s sekundarnim aktivnim transportom z obvezno udeležbo ATP-odvisne natrijeve črpalke in specifičnega nosilca. Pri sekundarnem aktivnem transportu se energija elektrokemičnega gradienta, ustvarjenega za drugo snov (natrijevi ioni), uporablja za prenos ene spojine (npr. Glukoze).
Med etiološkimi dejavniki motenj absorpcije ogljikovih hidratov se razlikujejo naslednje skupine:
1) vnetje sluznice tankega črevesa;
2) delovanje toksinov, ki blokirajo proces fosforilacije in defosforilacije (floridin, mono jodoacetat);
H) pomanjkanje ionov Na +, na primer pri hipofunkciji skorje nadledvične žleze;
4) kršitev oskrbe s krvjo v črevesni steni;
5) pri novorojenčkih in dojenčkih je možna nezadostna aktivnost prebavnih encimov in encimskih sistemov fosforilacije in defosforilacije ogljikovih hidratov. Kot primer predstavljamo sindrom intolerance za laktozo brez pomanjkanja laktaznega encima in prirojenega sindroma pomanjkanja laktaze.
Sindrom intolerance za laktozo brez pomanjkanja encima laktaze se v prvih dneh po rojstvu zdi maligen v obliki hude driske, bruhanja, acidoze, laktosurija in pogosto proteinurije. Odkrijejo se tudi atrofija nadledvičnih žlez in jeter, degeneracija ledvičnih tubulov.
Prirojeno pomanjkanje laktaze. Pri zdravih ljudeh laktaza laktozo razgradi v glukozo in galaktozo. Novorojenci ponavadi dobijo 50-60 g laktoze (z mlekom) na dan. Najbolj značilna manifestacija pomanjkanja laktaze je driska po pitju mleka. Nehidrolizirana laktoza vstopa v spodnje dele tankega črevesa, kjer fermentira s črevesno mikrofloro, da tvori pline (ki povzročajo napenjanje) in kisline. Njihovo osmotsko delovanje pritegne veliko količino vode v črevesno votlino, kar povzroča drisko. Hkrati imajo iztrebki kislo pH vrednost in vsebujejo laktozo, včasih opazimo tudi laktozurijo. Sčasoma se otrok razvije hipotrofijo. Ta sindrom je treba razlikovati od pridobljenega pomanjkanja laktaze (z enteritisom, vnetnimi boleznimi debelega črevesa, sprue), pa tudi zaradi pomanjkanja črevesne laktaze, ki se pojavi pri odraslih.
Motnje odlaganja ogljikovih hidratov
Običajno se ogljikovi hidrati odlagajo v obliki glikogena. Molekula glikogena lahko vsebuje do milijon monosaharidov. V tem primeru pride do kristalizacije glikogena, in sicer brez osmotskega učinka. Ta oblika je primerna za shranjevanje v kletki. Če bi se tako število molekul glukoze raztopilo, bi se celica razgradila zaradi osmotskih sil. Glikogen je deponirana oblika glukoze. Vsebuje ga skoraj vsa tkiva. Še posebej v jetrih in mišicah, v celicah živčnega sistema je količina glikogena minimalna. Mišični glikogen se uporablja kot vir energije med intenzivnimi fizičnimi napori. Glikogenoliza jeter se aktivira kot odziv na zmanjšanje koncentracije glukoze med odmori v obroku ali kot odziv na stresne učinke. Glavni hormoni, ki aktivirajo gliko-genolizo, so glukagon, adrenalin (epinefrin) in kortizol.
Datum dodajanja: 2016-01-07; Ogledi: 394; DELOVANJE PISANJA NAROČILA
Hormonska regulacija presnove ogljikovih hidratov in maščob
Glavni energetski viri živega organizma - ogljikovi hidrati in maščobe imajo visoko rezervo potencialne energije, ki se zlahka izloči iz celic s pomočjo encimskih katabolnih transformacij. Energija, ki se sprosti v procesu biološke oksidacije produktov metabolizma ogljikovih hidratov in maščob, kot tudi glikolize, se v znatni meri pretvori v kemijsko energijo fosfatnih vezi sintetiziranega ATP.
Kemijska energija visokoenergetskih vezi, ki se akumulirajo v ATP, se porabi za različne vrste celičnih del - ustvarjanje in vzdrževanje elektrokemijskih gradientov, krčenje mišic, sekretornih in nekaterih transportnih procesov, biosinteza beljakovin, maščobnih kislin itd. Poleg funkcije "goriva" imajo ogljikovi hidrati in maščobe skupaj z beljakovinami pomembne dobavitelje gradbenih materialov, plastičnih materialov, ki so del glavnih struktur celic - nukleinskih kislin, enostavnih beljakovin, glikoproteinov, številnih lipidov itd.
ATP, sintetiziran zaradi razgradnje ogljikovih hidratov in maščob, celicam ne zagotavlja le energije, potrebne za delo, temveč je tudi vir nastanka cAMP-a, prav tako sodeluje pri regulaciji aktivnosti številnih encimov, stanju strukturnih proteinov, kar zagotavlja njihovo fosforilacijo.
Ogljikohidratni in lipidni substrati, ki jih celice neposredno uporabljajo, so monosaharidi (predvsem glukoza) in neesterificirane maščobne kisline (NEFA) in tudi ketonska telesa v nekaterih tkivih. Njihovi viri so prehrambeni izdelki, ki se absorbirajo iz črevesja, odlagajo se v organe v obliki glikogena, ogljikovih hidratov in lipidov v obliki nevtralnih maščob, pa tudi predhodnikov brez ogljikovih hidratov, predvsem aminokislin in glicerola, ki tvorijo ogljikove hidrate (glukoneogenezo).
Jetra in adipozno (adipozno) tkivo pripadajo organom za odlaganje vretenčarjev, jetra in ledvice pa glukoneogenezni organi. Pri žuželkah je maščobno telo organ za odlaganje. Poleg tega so lahko nekateri rezervni ali drugi proizvodi, shranjeni ali proizvedeni v delovni celici, viri glukoze in NEFA. Različne načine in stopnje metabolizma ogljikovih hidratov in maščob povezujejo številni medsebojni vplivi. Smer in intenzivnost toka presnovnih procesov sta odvisna od številnih zunanjih in notranjih dejavnikov. Ti vključujejo zlasti količino in kakovost zaužite hrane ter ritme njenega vstopa v telo, raven mišične in živčne aktivnosti itd.
Živalski organizem se prilagaja naravi prehranskega režima, živčnega ali mišičnega tovora s pomočjo kompleksnega sklopa koordinacijskih mehanizmov. Tako se nadzor pretoka različnih reakcij metabolizma ogljikovih hidratov in lipidov izvaja na ravni celice s koncentracijami posameznih substratov in encimov, pa tudi s stopnjo akumulacije produktov določene reakcije. Ti kontrolni mehanizmi se nanašajo na mehanizme samoregulacije in se izvajajo tako v enoceličnih kot v večceličnih organizmih.
V slednjem se lahko regulacija rabe ogljikovih hidratov in maščob pojavi na ravni medceličnih interakcij. Zlasti se obe vrsti presnove vzajemno nadzirata: NEFA v mišicah zavirajo razgradnjo glukoze, medtem ko produkti razgradnje glukoze v maščobnem tkivu zavirajo nastanek NEFA. Pri najbolj organiziranih živalih se pojavi poseben medcelični mehanizem regulacije intersticijskega metabolizma, ki je določen s pojavom v evolucijskem procesu endokrinega sistema, ki je ključnega pomena pri nadzoru presnovnih procesov celotnega organizma.
Med hormoni, ki sodelujejo pri uravnavanju presnove maščob in ogljikovih hidratov pri vretenčarjih, imajo osrednje mesto naslednji hormoni gastrointestinalnega trakta, ki nadzorujejo prebavo hrane in absorpcijo prebavnih izdelkov v kri; inzulin in glukagon sta specifična regulatorja intersticijskega metabolizma ogljikovih hidratov in lipidov; Rastni hormon in funkcionalno povezana z njim "somatomedin" in CIF, glukokortikoidi, ACTH in adrenalin so dejavniki nespecifične prilagoditve. Opozoriti je treba, da so mnogi od teh hormonov tudi neposredno vključeni v regulacijo presnove beljakovin (glej poglavje 9). Hitrost izločanja teh hormonov in izvajanje njihovih učinkov na tkiva sta med seboj povezani.
O delovanju hormonskih dejavnikov v gastrointestinalnem traktu, ki se izloča v nevrohumoralni fazi izločanja, ne moremo posebej razmišljati. Njihovi glavni učinki so dobro znani iz poteka splošne fiziologije ljudi in živali, poleg tega pa so že v celoti omenjeni v poglavju Ch. 3. Osvežimo se na endokrino regulacijo intersticijskega metabolizma ogljikovih hidratov in maščob.
Hormoni in regulacija presnove intersticijskih ogljikovih hidratov. Celostni kazalnik ravnovesja med presnovo ogljikovih hidratov v telesu vretenčarjev je koncentracija glukoze v krvi. Ta indikator je stabilen in znaša približno 100 mg% (5 mmol / l) pri sesalcih. Njena odstopanja v normi običajno ne presegajo ± 30%. Raven glukoze v krvi je na eni strani odvisna od dotoka monosaharida v kri, predvsem iz črevesja, jeter in ledvic, po drugi strani pa od iztoka v delovno in usedalno tkivo (sl. 95).
Priliv glukoze iz jeter in ledvic je določen z razmerjem aktivnosti glikogen fosforilaze in reakcije glikogen sintetaze v jetrih, razmerja med intenzivnostjo razgradnje glukoze in intenzivnostjo glukoneogeneze v jetrih in deloma v ledvicah. Vnos glukoze v kri neposredno vpliva na ravni reakcije fosforilaze in na procese glukoneogeneze.
Odtok glukoze iz krvi v tkivo je neposredno odvisen od hitrosti prenosa v mišične, maščobne in limfoidne celice, katerih membrane ustvarjajo oviro za prodiranje glukoze v njih (spomnite se, da so membrane celic jeter, možganov in ledvic prepustne za monosaharide); presnovno izkoriščanje glukoze, ki je odvisno od prepustnosti membrane in delovanja ključnih encimov njegove razgradnje; pretvorbo glukoze v glikogen v jetrnih celicah (Levin et al., 1955; Newholm, Randle, 1964; Foa, 1972).
Vse te procese, povezane s transportom in presnovo glukoze, neposredno nadzoruje kompleks hormonskih dejavnikov.
Hormonske regulatorje presnove ogljikovih hidratov z delovanjem na splošno smer presnove in glikemije lahko razdelimo na dva tipa. Prvi tip hormonov spodbuja izkoriščanje glukoze v tkivih in odlaganje v obliki glikogena, vendar zavira glukoneogenezo in posledično zmanjšuje koncentracijo glukoze v krvi.
Hormon te vrste delovanja je insulin. Drugi tip hormona spodbuja razgradnjo glikogena in glukoneogenezo, zato povzroča zvišanje glukoze v krvi. Tovrstni hormoni vključujejo glukagon (kot tudi sekretin in VIP) in adrenalin. Hormoni tretjega tipa spodbujajo glukoneogenezo v jetrih, zavirajo izkoriščanje glukoze v različnih celicah in, čeprav povečajo tvorbo glikogena s hepatociti, zaradi prevlade prvih dveh učinkov praviloma povečajo tudi raven glukoze v krvi. Tovrstni hormoni vključujejo glukokortikoide in GH - "somatomedine". Vendar pa ima enosmerni učinek na procese glukoneogeneze sinteza glikogena in glikolize, glukokortikoidi in rastni hormon - somatomedini različen učinek na prepustnost celičnih membran mišic in maščobnega tkiva na glukozo.
Glede na smer delovanja na koncentracijo glukoze v krvi je insulin hipoglikemični hormon (hormon »počitek in nasičenost«), medtem ko so hormoni drugega in tretjega tipa hiperglikemični (hormoni »stres in post«) (sl. 96).
Insulin lahko imenujemo asimilacija hormonov in odlaganje ogljikovih hidratov. Eden od razlogov za povečano uporabo glukoze v tkivih je stimulacija glikolize. Izvaja se po možnosti na ravni aktivacije ključnih encimov glikolize heksokinaze, zlasti ene od štirih znanih izoform, heksokinaze II in glukokinaze (Weber, 1966; Ilyin, 1966, 1968). Očitno ima pospeševanje pentozne fosfatne poti v fazi reakcije glukoza-6-fosfat dehidrogenaze tudi pomembno vlogo pri spodbujanju katabolizma glukoze z insulinom (Leites, Lapteva, 1967). Domneva se, da ima pri stimulaciji prevzema glukoze v jetrih med hiperglikemijo hrane pod vplivom insulina pomembno vlogo hormonska indukcija specifičnega jetrnega encima glukokinaze, ki selektivno fosforilira glukozo pri visokih koncentracijah.
Glavni razlog za stimulacijo uporabe glukoze v mišičnih in maščobnih celicah je predvsem selektivno povečanje prepustnosti celičnih membran do monosaharida (Lunsgaard, 1939; Levin, 1950). Na ta način dosežemo povečanje koncentracije substratov za reakcijo heksokinaze in pentoznega fosfata.
Okrepljena glikoliza pod vplivom insulina v skeletnih mišicah in miokardu igra pomembno vlogo pri kopičenju ATP in zagotavljanju delovanja mišičnih celic. V jetrih se zdi, da je povečana glikoliza pomembna ne toliko za povečanje vključenosti piruvata v tkivni sistem za dihanje, temveč za kopičenje acetil CoA in malonil CoA kot predhodnikov za tvorbo poliatomskih maščobnih kislin in zato trigliceridov (Newsholm, Start, 1973)..
Glicerofosfat, ki nastane med glikolizo, je prav tako vključen v sintezo nevtralnih maščob. Poleg tega ima hormonska stimulacija reakcije glukoza-6-fosfat dehidrogenaze, ki vodi do tvorbe NADPH, redukcijskega kofaktorja, potrebnega za biosintezo maščobnih kislin in glicerol fosfata, pomembno vlogo v jetrih in še posebej v maščobnem tkivu za povečanje ravni lipogeneze iz glukoze. Pri sesalcih se le 3-5% absorbirane glukoze pretvori v jetrni glikogen in več kot 30% se kopiči kot maščoba, ki se odlaga v organih za odlaganje.
Glavna smer delovanja insulina na glikolizo in pentozno-fosfatno pot v jetrih in zlasti v maščobnem tkivu se zmanjša na tvorbo trigliceridov. Pri sesalcih in pticah v adipocitih in nižjih vretenčarjih v hepatocitih je glukoza eden glavnih virov deponiranih trigliceridov. V teh primerih se fiziološki pomen hormonske stimulacije rabe ogljikovih hidratov v veliki meri zmanjša na stimulacijo lipidne usedline. Hkrati insulin neposredno vpliva na sintezo glikogena - deponirane oblike ogljikovih hidratov - ne samo v jetrih, temveč tudi v mišicah, ledvicah in možno maščobnem tkivu.
Hormon ima spodbujevalni učinek na tvorbo glikogena, povečuje aktivnost glikogen sintetaze (prehod neaktivne D-oblike v aktivno I-obliko) in zavira glikogen fosforilazo (prehod neaktivne 6-oblike v L-obliko) in tako inhibira glikogenegenezo v celicah (sl. 97). Oba učinka insulina na te encime v jetrih sta, očitno, posredovana z aktivacijo membranske proteinaze, kopičenjem glikopeptidov in aktivacijo cAMP fosfodiesteraze.
Druga pomembna smer delovanja insulina na presnovo ogljikovih hidratov je zaviranje procesov glukoneogeneze v jetrih (Krebs, 1964; Ilyin, 1965; Ixton et al., 1971). Inhibicija glukoneogeneze s hormonom se izvaja na ravni zmanjšanja sinteze ključnih encimov fosfoenolpiruvat karboksikinaze in fruktoze 16-difosfataze. Te učinke posreduje tudi povečanje hitrosti nastajanja glikopeptidov - hormonskih mediatorjev (sl. 98).
Glukoza v vseh fizioloških pogojih je glavni vir energije za živčne celice. Z naraščanjem izločanja insulina je prišlo do povečanega privzema glukoze v živčnem tkivu, očitno zaradi stimulacije glikolize v njem. Vendar pa se pri visokih koncentracijah hormona v krvi, ki povzročajo hipoglikemijo, pojavijo ogljikove hidrate v možganih in zaviranje njenih funkcij.
Po uvedbi zelo velikih odmerkov insulina lahko globoko zaviranje možganskih centrov vodi najprej v razvoj konvulzij, nato pa v izgubo zavesti in padec krvnega tlaka. To stanje, ki se pojavi, ko koncentracija glukoze v krvi pod 45-50 mg%, imenujemo insulinski (hipoglikemični) šok. Konvulzivni in šok odziv na insulin se uporablja za biološko standardizacijo pripravkov insulina (Smith, 1950; Stewart, 1960).
Medicina, zdravje: motnje presnove ogljikovih hidratov, študijski vodnik
Esej na temo:
Motnje presnove ogljikovih hidratov
Motnje presnove ogljikovih hidratov
Motnje presnove ogljikovih hidratov so razvrščene glede na korake postopka. Obstaja več takih stopenj:
1. Vnos hrane v prebavnem traktu, cepljenje do monosaharidov v dvanajstniku in zgornjem tankem črevesu ter njihova absorpcija v kri.
2. Odlaganje ogljikovih hidratov.
H. Vmesna presnova ogljikovih hidratov:
- anaerobna in aerobna digestija glukoze;
- proces glukoneogeneze (sinteza glukoze iz predhodnih sestavin brez ogljikovih hidratov).
4. Izolacija glukoze skozi glomerularni aparat ledvic s primarnim (začasnim) urinom in njegovo popolno reabsorpcijo v ledvičnih tubulih.
Kršitev razgradnje in absorpcije ogljikovih hidratov
Kršitev razgradnje ogljikovih hidratov. V zdravem telesu se hidroliza glikogena in živilskega škroba začne v ustni votlini pod vplivom a-amilaze sline. Monosaharidi se lahko absorbirajo v ustni votlini. V želodcu ni encimov, ki hidrolizirajo ogljikove hidrate. V votlini tankega črevesa pod vplivom α-amilaznega soka trebušne slinavke se hidrolizirajo v dekstrine in maltozo (trebušna presnova). Na površini mikrovil enterocitov se nahajajo naslednji encimi: saharoza, maltaza, laktaza, izomaltaza in drugi, ki razgrajujejo dekstrine in disaharide v monosaharide (parietalna digestija).
Med najbolj značilne napake lahko pripišemo pomanjkanje disaharidaznih encimov: saharoze in izomaltaze, ki se vedno kažejo v kombinaciji. Posledično disaharidi saharoze in izomaltoze niso razdeljeni in jih telo ne absorbira. Disaharidi, ki se naberejo v črevesnem lumnu, osmotsko vežejo veliko količino vode, ki povzroča drisko (driska). Pod temi pogoji je možno tudi, da epitelne celice absorbirajo določeno količino disaharidov. Vendar ostajajo metabolično neaktivni in se v nespremenjeni obliki precej hitro izločajo z urinom. V primeru pomanjkanja disaharidazne aktivnosti disacaridna obremenitev ne povzroča hiperglikemije v razponu od 30 do 90 minut, kot je to pri zdravih ljudeh.
Motnje sesanja. Pri zdravih ljudeh monosaharidi, kot so glukoza, galaktoza, fruktoza in pentoza, absorbirajo mikrovili majhnih črevesnih epitelijskih celic. Prehod monosaharidov preko membrane epitelijskih celic poteka s sekundarnim aktivnim transportom z obvezno udeležbo ATP-odvisne natrijeve črpalke in specifičnega nosilca. Pri sekundarnem aktivnem transportu se energija elektrokemičnega gradienta, ustvarjenega za drugo snov (natrijevi ioni), uporablja za prenos ene spojine (npr. Glukoze).
Med etiološkimi dejavniki motenj absorpcije ogljikovih hidratov se razlikujejo naslednje skupine:
1) vnetje sluznice tankega črevesa;
2) delovanje toksinov, ki blokirajo proces fosforilacije in defosforilacije (floridin, mono jodoacetat);
H) pomanjkanje ionov Na +, na primer pri hipofunkciji skorje nadledvične žleze;
4) kršitev oskrbe s krvjo v črevesni steni;
5) pri novorojenčkih in dojenčkih je možna nezadostna aktivnost prebavnih encimov in encimskih sistemov fosforilacije in defosforilacije ogljikovih hidratov. Kot primer predstavljamo sindrom intolerance za laktozo brez pomanjkanja laktaznega encima in prirojenega sindroma pomanjkanja laktaze.
Sindrom intolerance za laktozo brez pomanjkanja encima laktaze se v prvih dneh po rojstvu zdi maligen v obliki hude driske, bruhanja, acidoze, laktosurija in pogosto proteinurije. Odkrijejo se tudi atrofija nadledvičnih žlez in jeter, degeneracija ledvičnih tubulov.
Prirojeno pomanjkanje laktaze. Pri zdravih ljudeh laktaza laktozo razgradi v glukozo in galaktozo. Novorojenci ponavadi dobijo 50-60 g laktoze (z mlekom) na dan. Najbolj značilna manifestacija pomanjkanja laktaze je driska po pitju mleka. Nehidrolizirana laktoza vstopa v spodnje dele tankega črevesa, kjer fermentira s črevesno mikrofloro, da tvori pline (ki povzročajo napenjanje) in kisline. Njihovo osmotsko delovanje pritegne veliko količino vode v črevesno votlino, kar povzroča drisko. Hkrati imajo iztrebki kislo pH vrednost in vsebujejo laktozo, včasih opazimo tudi laktozurijo. Sčasoma se otrok razvije hipotrofijo. Ta sindrom je treba razlikovati od pridobljenega pomanjkanja laktaze (z enteritisom, vnetnimi boleznimi debelega črevesa, sprue), pa tudi zaradi pomanjkanja črevesne laktaze, ki se pojavi pri odraslih.
Motnje odlaganja ogljikovih hidratov
Običajno se ogljikovi hidrati odlagajo v obliki glikogena. Molekula glikogena lahko vsebuje do milijon monosaharidov. V tem primeru pride do kristalizacije glikogena, in sicer brez osmotskega učinka. Ta oblika je primerna za shranjevanje v kletki. Če bi se tako število molekul glukoze raztopilo, bi se celica razgradila zaradi osmotskih sil. Glikogen je deponirana oblika glukoze. Vsebuje ga skoraj vsa tkiva. Še posebej v jetrih in mišicah, v celicah živčnega sistema je količina glikogena minimalna. Mišični glikogen se uporablja kot vir energije med intenzivnimi fizičnimi napori. Glikogenoliza jeter se aktivira kot odziv na zmanjšanje koncentracije glukoze med odmori v obroku ali kot odziv na stresne učinke. Glavni hormoni, ki aktivirajo gliko-genolizo, so glukagon, adrenalin (epinefrin) in kortizol.
Hormonska regulacija glikogenolize
Vpliv na glikogenolizo
Motnje odlaganja ogljikovih hidratov vključujejo predvsem zmanjšanje sinteze glikogena, povečano razgradnjo glikogena in patološko odlaganje glikogena.
Zmanjšana sinteza glikogena. Med etiološkimi dejavniki je bilo ugotovljeno, prvič, strupena poškodba hepatocitov (bakterijska in virusna mikroflora, zastrupitev s fosforjem, ogljikovim tetrakloridom itd.). Drugič, pomanjkanje kisika in posledično izrazito zmanjšanje učinkovitosti nastajanja ATP. Tretjič, zmanjšanje tona parasimpatičnega živčnega sistema. Četrta, hipovitaminoza B in C. 5. etiološka skupina vključuje endokrine bolezni - diabetes mellitus, tirotoksikozo, adrenalno insuficienco (Addisonova bolezen).
Povečana razgradnja glikogena. Najprej se poveča glikogenoliza v jetrih, v ozadju povečane aktivnosti simpatičnega živčnega sistema; drugič, s povečano proizvodnjo hormonov - stimulansov glikogenolize (adrenalin, glukagon, tiroksin in somatotropni hormon). Z intenzivnim delovanjem mišic, šokom, zvišano telesno temperaturo in čustvenim naporom opazimo povečanje simpatičnih učinkov in povečano koncentracijo hormonov v krvi hormonov, ki spodbujajo glikogenolizo.
Patološko odlaganje glikogena. Gre za skupino dednih bolezni, pri kateri se zaradi genetskih okvar nekaterih encimov metabolizma glikogena pojavi prekomerno kopičenje v različnih organih, predvsem v jetrih in skeletnih mišicah. Pri nekaterih vrstah glikogenoze se glikogen sintetizira z moteno strukturo. Opisanih je 12 oblik glikogenoze. Najpogostejši so:
Glavne vrste glikogenoze
hepatomegalna ciroza, pomanjkanje jeter pomanjkanje natančnosti
Poleg zgoraj navedenih tipov so opisane tudi redkejše in mešane glikogenoze: tip V ali MacDardova bolezen (MacArdle-Schmid-Pearson); Vrsta VI ali Gersova bolezen; Bolezen tipa VII ali Tarui; Bolezen tipa VIII ali Hojin in druge.
Motnje vmesne presnove ogljikovih hidratov
Obstajajo tri skupine etioloških dejavnikov, katerih delovanje lahko povzroči motnjo vmesne presnove ogljikovih hidratov.
1. Hipoksija. Pomanjkanje kisika spreminja celični metabolizem iz aerobne v anaerobni tip, pri čemer postane anaerobna glikoliza glavni vir energije z nastajanjem presežne mlečne in piruvične kisline. Pri kratki hipoksiji ima presežek laktata in piruvata kompenzacijski učinek. Mlečna kislina poveča disociacijo oksihemoglobina, razširi koronarne žile. Poleg tega laktat vstopa v krvni obtok v jetra (cikel Corey), kjer se spremeni v piruvat s sodelovanjem encima laktat dehidrogenaze. Piruvat v jetrih je delno oksidiran in delno spremenjen v glukozo (glukoneogeneza). Tako se laktat vrne v presnovno bazo ogljikovih hidratov. Podaljšan obstoj presežka mlečne kisline v tkivih vodi do pomanjkanja oksidacijskega substrata, glukoze, ki povzroči nadaljnje zmanjšanje učinkovitosti sinteze ATP. Pomanjkljivost makroergov leži v osnovi motnje transmembranskega ionskega prenosa in povečanja prepustnosti membrane. Navsezadnje to vodi do pomembnih strukturnih in funkcionalnih poškodb v tkivih, vključno s celično smrtjo.
2. Motnje v jetrih. V hepatocitih je del mlečne kisline običajno resinteziran v glukozo in glikogen. Če so jetra poškodovana, je ta proces moten, mlečna kislina pride v krvni obtok, razvije se acidoza.
3. Hipovitaminoza. V1. Vitamin B1 (tiamin) kot rezultat fosforilacije pretvorimo v kokarboksilazo, protetično skupino številnih encimov presnove ogljikovih hidratov. Pri pomanjkanju vitamina B1 obstaja pomanjkanje kokarboksilaze, ki vodi do supresije sinteze acetil-CoA iz piruvične kisline. Slednji se kopiči in se delno preoblikuje v mlečno kislino, katere vsebnost se v zvezi s tem poveča. Inhibicija oksidacije piruvične kisline zmanjšuje sintezo acetilholina, kar povzroča motnje v prenosu živčnih impulzov. Z zvišanjem koncentracije piruvične kisline v primerjavi z normo za 2-3 krat, se pojavijo motnje občutljivosti, nevritis, paraliza itd.1 povzroči tudi motnjo oksidacijske poti pentoznega fosfata zaradi zmanjšanja aktivnosti encima transketolaze.
Glukoza v krvi je glavni dejavnik pri homeostazi. Ohranja se na določeni ravni (3,33–5,55 mmol / l) zaradi delovanja črevesja, jeter, ledvic, trebušne slinavke, nadledvične žleze, maščobnega tkiva in drugih organov.
Obstaja več vrst uravnavanja presnove ogljikovih hidratov: substrat, živčni, ledvični, hormonski.
Regulacija substrata. Glavni dejavnik pri presnovi glukoze je raven glikemije. Mejna koncentracija glukoze, pri kateri je njena proizvodnja v jetrih enaka porabi perifernih tkiv, je 5,5-5,8 mmol / l. Na tej ravni jetra dobavljajo glukozo v krvi; na višji ravni, nasprotno, glikogen sintet prevladuje v jetrih in mišicah.
Nervna regulacija. Vzbujanje simpatičnih živčnih vlaken vodi do sproščanja adrenalina iz nadledvičnih žlez, ki stimulira razgradnjo glikogena v procesu glikogenolize. Torej, ko je razdražen simpatični živčni sistem, opazimo hiperglikemični učinek. Nasprotno pa stimulacijo parasimpatičnih živčnih vlaken spremlja povečano izločanje insulina s trebušno slinavko, privzem glukoze v celico in hipoglikemični učinek.
Regulacija ledvic. V glomerulih ledvic se glukoza filtrira, nato pa se v proksimalnem tubulu resorbira z energetsko odvisnim mehanizmom. Količina tubularne reabsorpcije je relativno stalna, s tendenco zmanjševanja. Če koncentracija v serumu preseže 8,8 - 9,9 mmol / l, se glukoza izloči z urinom. Indeks glikemije, po katerem se pojavi glukozurija, se imenuje ledvični prag. Na izločanje glukoze v urinu vpliva hitrost glomerulne filtracije, ki je običajno približno 13 ml / min. Ko se zmanjša filtracija z ledvično insuficienco ali se zmanjša dotok krvi v ledvice, glukoza ne bo prisotna v urinu, tudi če glikemija bistveno presega ledvični prag, ker se filtrira manj glukoze in ima čas, da se reapsorbira v proksimalnih tubulih ledvic. V primeru nefropatije z okvarjeno reabsorpcijo se lahko glukoza pojavi tudi v urinu tudi pri normoglikemiji. Zato raven glukoze v urinu ni mogoče diagnosticirati s sladkorno boleznijo.
Hormonska regulacija. Na stabilnost ravni glukoze v krvi vplivajo številni hormoni, medtem ko praktično samo insulin povzroča hipoglikemični učinek. Glukagon, adrenalin, glukokortikoidi, STH, ACTH in TSH imajo protiutežni učinek s povečanjem ravni glukoze v krvi.
1. Insulin je polipeptid, sestavljen iz dveh verig. A-veriga vsebuje 21 aminokislin, B-veriga - 30 aminokislin. Verige so med seboj povezane z dvema disulfidnima mostovoma. Insulin je pri različnih vrstah sesalcev podoben: A-veriga je enaka pri ljudeh, prašičih, psih, kitah; B-veriga je identična pri biku, prašiču in kozi. Pravzaprav se človeški in prašičji insulin razlikuje le v tem, da je aminokislina alanin v karboksilnem koncu B-verige pri prašičih in pri ljudeh, treoninu. Zato se komercialni "humani insulin" proizvaja z zamenjavo alanina s treoninom v prašičjem insulinu.
Inzulin se sintetizira kot neaktivna polipeptidna veriga proinzulina, zato se shrani v granulah β-celic Langerhansovih pankreasnih otočkov. Aktiviranje proinzulina je v delni proteolizi peptida po Arg31 in Arg63. Posledično sta insulin in C-peptid tvorjena v ekvimolarni količini (cnnecting repertide).
Insulin v krvi je v prostem stanju in je vezan na beljakovine. Razgradnja insulina se pojavi v jetrih (do 80%), ledvičnem in maščobnem tkivu. C-peptid se tudi razgradi v jetrih, vendar veliko počasneje. Bazična koncentracija insulina, določena radioimunološko, je pri zdravih 15-20 mikronov * U / ml. Po peroralnem nalaganju glukoze se njegova raven po 1 h poveča za 5-10 krat v primerjavi z začetno. Hitrost izločanja insulina na prazen želodec je 0,5-1,0 U / h, po obroku pa se poveča na 2,5-5 U / h. Pri zdravih ljudeh obstajata dve fazi izločanja insulina - zgodnji vrh (3-10 minut po nakladanju ogljikovih hidratov) poznega vrha (20 minut). Zgodnje sproščanje insulina med njegovo absorpcijo zavira naglo povečanje glukoze.
Izločanje insulina se poleg hiperglikemije stimulira tudi z glukagonom in intestinalnimi polipeptidnimi hormoni, vključno s gastrointestinalnim insulinotropnim polipeptidnim hormonom (GIP), aminokislinami, prostimi maščobnimi kislinami, draženjem vagusa.
Presnovni učinek insulina je kompleksen, vključuje neposredne učinke na lipide, beljakovine in zlasti v povezavi z diabetesom mellitusom - na izmenjavo D-glukoze. Insulin poveča transport glukoze, aminokislin in K + v membrani, aktivira številne znotrajcelične encime. Hkrati pa molekula polipeptida insulina ne more prodreti v celično membrano, zato se vsi učinki insulina izvajajo preko posebnih receptorjev na površini celične membrane. Inzulinski receptor je kompleksen, sestoji iz a- in β-podenot, povezanih z disulfidnimi mostovi.
Visoke koncentracije insulina v krvi imajo anabolični in nizko katabolični učinek na presnovo.
Insulin lahko razvije odpornost, akutno odpornost, povezano z okužbami ali vnetjem. Odpornost lahko določimo s pojavom protiteles proti insulinu (IgG) in neobčutljivostjo tkiva v krvnem obtoku, ki se pogosto pojavlja pri debelosti. Afiniteta (receptorska afiniteta za insulin) in / ali število receptorjev je odvisna od številnih dejavnikov; to so zdravila za sulfonilsečnino, pH, cAMP, fizična aktivnost, narava in sestava hrane, protiteles in drugih hormonov.
2. Glukagon - njegovi učinki so v nasprotju z insulinom. Glukagon stimulira glikogenolizo in glukoneogenezo jeter ter spodbuja lipolizo in ketogenezo.
3. Adrenalin v jetrih spodbuja glikogenolizo in glukoneogenezo, v skeletnih mišicah - glikogenoliza in lipoliza v maščobnem tkivu povečuje lipolizo. Prekomerna proizvodnja adrenalina je opažena pri feokromocitomu s prehodno hiperglikemijo v krvi.
4. Glukokortikoidi povečajo glukoneogenezo, zavirajo transport glukoze, zavirajo glikolizo in cikel pentoznega fosfata, zmanjšajo sintezo beljakovin, okrepijo učinek glukagona, kateholaminov, somatotropnega hormona. Za prekomerno proizvodnjo glukokortikoida hidrokortizona je značilen Itsenko-Cushingov sindrom, pri katerem se hiperglikemija pojavi zaradi pretirane tvorbe glukoze iz beljakovin in drugih substratov.
5. Ščitnični hormoni povečajo hitrost uporabe glukoze, pospešijo njegovo absorpcijo v črevesju, aktivirajo insulinazo, povečajo bazalno hitrost presnove, vključno z oksidacijo glukoze. Ščitnični hormon deluje presnovno preko stimulacije ščitnice.
6. Somatotropni hormon ima presnovni učinek, ima hiperglikemični učinek in lipolitični učinek v maščobnem tkivu.
7. Adrenokortikotropni hormon neposredno in s stimulacijo sproščanja glukokortikoidov povzroča izrazit hiperglikemični učinek.
Hiperglikemija - zvišanje ravni glukoze v krvi nad 6,0 mmol / l na prazen želodec. Normalna koncentracija glukoze v krvi na tešče je 3,33 - 5,55 mmol / l. Hiperglikemična stanja pri ljudeh so pogostejša kot hipoglikemija. Razlikujejo se naslednje vrste hiperglikemije:
1. Fiziološka hiperglikemija. To so hitro reverzibilne države. Normalizacija ravni glukoze v krvi poteka brez zunanjih korektivnih ukrepov. Te vključujejo:
1. Alimentarna hiperglikemija. Zaradi vnosa hrane, ki vsebuje ogljikove hidrate. Pri praktično zdravih ljudeh je najvišja koncentracija glukoze v krvi dosežena približno ob koncu prve ure po začetku obroka in se vrne na zgornjo mejo norme do konca druge ure po obroku. Aktiviranje izločanja insulina s pomočjo β-celic langerhansovih otočkov se začne refleksno, takoj po tem, ko hrana vstopi v ustno votlino in doseže maksimum, ko hrana napreduje v dvanajsternik in tanko črevo. Insulin zagotavlja transmembranski prenos molekul glukoze iz krvi v citoplazmo celic. To zagotavlja razpoložljivost ogljikovih hidratov v celicah živil v telesu in omejuje izgubo glukoze v urinu.
2. Nevrogena hiperglikemija. Razvija se kot odziv na psihološki stres in je posledica sproščanja velikega števila kateholaminov v kri. Pod vplivom povišane koncentracije kateholaminov v krvi aktiviramo adenilat ciklazo. V citoplazmi hepatocitov in skeletnih mišic adenilat ciklaz poveča raven cikličnega AMP. Nadalje cAMP aktivira protein-kinazo fosforilaze "b", ki pretvarja neaktivno fosforilazo "b" v aktivno fosforilazo "a". V procesu glikogenolize fosforilaza "a" uravnava hitrost razgradnje glikogena v jetrih in mišicah. Tako hiperkoncentracija kateholaminov v krvi med psiho-emocionalnimi in motoričnimi obremenitvami in preobremenitvami vodi do povečane aktivnosti fosforilaze „a“ in pospešuje razgradnjo glikogena v jetrih in skeletnih mišicah.
2. Patološka hiperglikemija. Njihov razvoj je lahko posledica:
1) nevroendokrine motnje, ki temeljijo na kršitvah optimalnega razmerja med nivoji hormonov hipo- in hiperglikemičnega delovanja v krvi. Na primer pri boleznih hipofize, tumorjih skorje nadledvične žleze, s feokromocitomom, hipertiroidizmom; z nezadostno proizvodnjo insulina;
2) organske poškodbe centralnega živčnega sistema, motnje možganske cirkulacije različnih etiologij;
3) pomembno jetrno disfunkcijo vnetne ali degenerativne narave;
4) konvulzivna stanja pri razcepljenju glikogena v mišicah in nastanku laktata, iz katerega se sintetizira glukoza v jetrih;
5) delovanje določenih vrst zdravil (morfij, eter), ki stimulirajo simpatični živčni sistem in tako prispevajo k razvoju hiperglikemije.
Najpogostejša hiperglikemija se pojavi, ko je pomanjkanje insulina - insulin-odvisna hiperglikemija, ki je podlaga za diabetes mellitus.
Diabetes mellitus je skupina presnovnih (presnovnih) bolezni, za katere je značilna hiperglikemija, ki je posledica napak pri izločanju insulina in / ali delovanja insulina ali obojega. Kronična hiperglikemija pri sladkorni bolezni je kombinirana s poškodbami, disfunkcijami in insuficienco različnih organov, zlasti oči, ledvic, živcev, srca in krvnih žil.
Patogeneza diabetesa mellitusa je sestavljena iz več povezav: od avtoimunskega poškodovanja β-celic trebušne slinavke, ki mu sledi pomanjkanje insulina do motenj, ki sprožijo insulinsko rezistenco. Osnova za presnovne motnje ogljikovih hidratov, maščob in beljakovin pri sladkorni bolezni je pomanjkanje učinka insulina na ciljna tkiva. Motnje izločanja insulina in okvare njegovega delovanja pogosto pri istem bolniku obstajajo in včasih ni jasno, katera kršitev je glavni vzrok hiperglikemije.
Simptomi hude hiperglikemije vključujejo poliurijo, polidipsijo, izgubo telesne mase, včasih s polifagijo in zmanjšano ostrino vida. Kronična hiperglikemija lahko spremlja tudi poslabšanje rasti in dovzetnost za okužbe. Akutni, življenjsko nevarni zapleti sladkorne bolezni - hiperglikemija s ketoacidozo in hiperosmolarni sindrom brez ketoze.
Kronični zapleti sladkorne bolezni vključujejo retinopatijo z možnim razvojem slepote; nefropatija, ki vodi do odpovedi ledvic; periferna nevropatija s tveganjem za ulceracije na spodnjih okončinah in amputacijah, kot tudi Charcotov sklep; avtonomna nevropatija, ki povzroča gastrointestinalne, urogenitalne, kardiovaskularne simptome in spolno disfunkcijo. Pri bolnikih s sladkorno boleznijo je pogostost aterosklerotičnih žilnih poškodb srca, perifernih in cerebralnih žil visoko. Pri bolnikih se pogosto pojavijo hipertenzija, motnje metabolizma lipoproteinov in paradontoza. Čustveni in družbeni vpliv diabetesa in potreba po zdravljenju lahko povzročita pomembno psihosocialno disfunkcijo pri bolnikih in njihovih družinah.
Razlikujeta se dve patogenetski kategoriji diabetes mellitusa: prva in druga. Diabetes mellitus tipa I (ali tipa I) tipa I je posledica absolutnega pomanjkanja izločanja insulina. Pri II. Tipu diabetesa (tip II) obstaja tako odpornost proti insulinu kot tudi neustrezen izločilni odziv insulina.
Sladkorna bolezen tipa I (uničevanje β-celic, ki običajno vodi do absolutne pomanjkljivosti insulina). V tej kategoriji obstajata dve obliki: imunsko posredovana diabetes in idiopatska sladkorna bolezen.
Imunsko posredovana sladkorna bolezen. To obliko sladkorne bolezni označujejo tudi izrazi: diabetes mellitus, odvisen od insulina (IDDM), sladkorna bolezen tipa I, sladkorna bolezen z nastopom mladih. Je rezultat avtoimunskega uničenja pankreasnih β-celic.
Označevalci imunskega uničevanja celic β vključujejo avtoantitijela na otočke (ICA), insulinska avtoprotitelesa (IAA), avtoprotitelesa dekarboksilaze glutaminske kisline (GAD).65) in avtoprotitelesa na tirozinske fosfataze LA-2 in LA2b.
Etiopatogeneza. Pod vplivom virusov in kemičnih agensov se na ozadju insulitisa (vnetja pankreasnih otočkov) na površini β-celic eksprimira antigen. Makrofagi prepoznajo ta antigen kot tuj, aktivirajo imunski odziv T-celic. T-celični odziv, usmerjen proti eksogenim antigenom, lahko vpliva na celične celične otočke in s tem povzroči škodo na β-celici. Avtoantitijela se pojavijo na površini in citoplazmatskih antigenih β-celic. Avtoimunsko uničevanje poteka prikrito, od trenutka, ko se te reakcije sprožijo v klinično manifestacijo (80-90% smrtnih celic β), poteka določeno obdobje. Klinično je začetek diabetesa tipa I končna faza procesa poškodbe celic otočkov. Imunsko posredovana sladkorna bolezen se ponavadi začne v otroštvu in adolescenci, lahko pa se razvije v vsakem življenjskem obdobju, celo v 80- ali 90-letnikih.
Z zgodnjim odkrivanjem poškodb teh celic in z ustreznim zdravljenjem lahko poškodbe celic ustavimo in preprečimo.
Avtoimunsko uničenje β-celic ima več genetsko recesivnih predisponirajočih faktorjev, na njega pa vplivajo tudi slabo poznani okoljski dejavniki. Čeprav imajo bolniki redko debelost, njegova prisotnost ne pomeni nezdružljivosti s to diagnozo. Bolniki s sladkorno boleznijo tipa I so pogosto nagnjeni tudi k drugim avtoimunskim boleznim, kot so Gravesova bolezen, Hashimotov tiroiditis, Addisonova bolezen, vitiligo itd.
Idiopatska sladkorna bolezen. Nekatere oblike diabetesa tipa I nimajo znane etiologije. Številni taki bolniki imajo vztrajno insulinopenijo in nagnjenost k ketoacidozi, vendar nimajo indikatorjev avtoimunskega procesa. Čeprav v to kategorijo spadajo le manjši del bolnikov s sladkorno boleznijo tipa I, od tistih, ki jih lahko označimo za sladkorno bolezen, je večina afriškega ali azijskega porekla. Pri bolnikih s to obliko sladkorne bolezni se občasno pojavi ketoacidoza, ki med takšnimi epizodami predstavlja različne stopnje pomanjkanja insulina. Ta oblika sladkorne bolezni ima jasno dediščino, pomanjkanje podatkov o avtoimunski poškodbi β-celic in ni povezana s HLA. Absolutna potreba po nadomestni insulinski terapiji pri teh bolnikih se lahko pojavi in izgine.
Sladkorna bolezen tipa II (od prevladujoče insulinske rezistence z relativno pomanjkanjem insulina do prevladujočega pomanjkanja izločanja insulina z relativno odpornostjo na insulin).
To obliko sladkorne bolezni označujejo tudi izrazi: diabetes mellitus, odvisen od insulina (NIDDM), sladkorna bolezen tipa II, sladkorna bolezen z nastopom »odraslih«. z začetkom "odraslih". Inzulin na začetku in pogosto v življenju ni bistven za te bolnike.
Glavni vzrok za diabetes tipa II je neobčutljivost na insulin odvisna tkiva (jetra, mišice, maščobno tkivo) na insulin. Običajno se insulin veže na specifične receptorje na celični membrani in tako sproži vnos glukoze v celico in intracelularno presnovo glukoze. Odpornost se lahko pojavi na receptorskih in post-receptorskih ravneh. V tem primeru se insulin najprej proizvede v normalni ali presežni količini.
Večina bolnikov s to obliko je debela, sama po sebi povzroča določeno stopnjo odpornosti proti insulinu. Pri bolnikih, ki nimajo debelosti v skladu s tradicionalnimi merili za maso, se lahko poveča odstotek telesne maščobe, ki se večinoma razdeli v trebušno regijo. Pri tej vrsti sladkorne bolezni se ketoacidoza redko spontano razvije in ko je opažena, je običajno povezana s stresom kot posledica druge bolezni, kot je okužba. Ta oblika sladkorne bolezni pogosto ostaja nediagnosticirana že več let, saj se hiperglikemija razvija postopoma, zgodnje faze pa včasih niso dovolj izrazite, da bi bolnik opazil katerega od klasičnih simptomov sladkorne bolezni. Taki bolniki so v stanju povečanega tveganja za makro- in mikrovaskularne zaplete. Čeprav imajo bolniki s to obliko sladkorne bolezni lahko raven inzulina, ki se zdi normalna ali povišana, bi pričakovali, da bi bili še višji kot odgovor na visoki glikemijo, če bi β-celice delovale normalno. Tako je izločanje insulina pri teh bolnikih nepopolno in nezadostno, da bi nadomestilo odpornost na insulin. Inzulinska rezistenca se lahko zmanjša zaradi izgube telesne mase in / ali farmakoterapije hiperglikemije, vendar se le redko povrne v normalno stanje. Tveganje za razvoj te vrste diabetesa se povečuje s starostjo, debelostjo in pomanjkanjem telesne dejavnosti. Pogosteje se pojavlja pri ženskah s predhodno sladkorno boleznijo pri nosečnicah in pri bolnikih s hipertenzijo in dislipidemijo, njihova pogostnost pa se razlikuje v različnih rasnih in etničnih podskupinah. Nekatere značilnosti sladkorne bolezni tipa I in II so predstavljene v tabeli.
Glavni znaki sladkorne bolezni tipa I in II