Патофизиология углеводного обмена сахарный диабет
Различают два типа инсулиновой недостаточности:
1. Панкреатическая-в результате непосредственного поражения В-клеток (диабет I типа);
2. Внепанкреатическая-секркция В-клеток нормальная, но инсулин по пути к эффекторным органам или в самих эффекторных органах или разрушается или инактивируется (диабет II типа).
ЭТИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ панкреатической инсулиновой не-достаточности:
2. Повышенное образование в организме аллоксана-в результате этого избирательно повреждаются В-клетки поджелудочной железы. Аллок-сан реагирует с сульфгидридными группами, поэтому нарушается синтез инсулина, и аллоксан оказывает диабетогенное действие. За счет связыва-ния 8Н-групп инактивируются тиоловые ферменты, участвующие в синте-зе инсулина. Повышенное образование в организме аллоксана наблюдается при нарушении обмена нуклеопротеидов-нарушение мочекислого обмена. Клиническим подтверждением этого является то, что подагра часто сопро-вождается развитием сахарного диабета.
3. В эксперименте было показано, что при введении дитизона на-блюдается развитие диабета. Дитизон вызывает образование хелатов с цинком; нарушается образование стойкого полимерного инсулина в В-клетках. Таким образом, нарушение обмена цинка может явиться причи ной диабета. Поэтому больным сахарным диабетом рекомендуется вводить вещества, содержащие много цинка.
4. Давно известно, что если внутрибрюшно кошке ввести большое
количество глюкозы, то вначале у них развивается гиперфункция инкре
торной функции поджелудочной железы, а затем перенапряжение и исто
щение инсулярного аппарата-диабет у кошек. Отсюда у человека сахар
ный диабет может развиваться в результате длительного перенапряжения и
истощения инсулярного аппарата (злоупотребление легкоусваиваемыми
углеводами). Диабет алиментарного происхождения. Диабет-это расплата
за переедание. Излишнее употребление жира вызывает прямое угнетение
В-клеток.
5. Аутоиммунное поражение В-клеток поджелудочной железы (чаще
всего при развитии диабета в юношеском возрасте).
Итак, вышеперечисленные причины лежат в основе развития пан креатической инсулиновой недостаточности. В то же время, у многих людей в ЦНС развивается застойный очаг, многие люди переедают, многие имеют атеросклероз, но не все болеют диабетом. Для реализации всех этих причин нужны определенные условия, т.е. превращение возможности в действительность. Для этого необходима генотипическая функциональная неполноценность инсулярного аппарата поджелудочной железы. Это преддиабет. Люди с преддиабетом должны находится под диспансерным наблюдением.
Процесс образования и секреции инсулина
Инсулин стимулирует синтез белка; значит, при поступлении в орга-низм белка усиливается секреция инсулина. Ежедневно у человека образу- ется примерно 55 единиц инсулина. Инсулин повышает проницаемость клеток для глюкозы, активируя фосфорилирование глюкозы, способствует ее окислению. Инсулин тормозит активность глюкозо-6-фосфатазы, тормо- зит глюконеогенез из жиров и белков.
Связанный с белками инсулин действует только на жировую ткань, он не предохраняет от диабета, поэтому может возникнуть так называемый «диабет на фоне тучности». Причина повышенного связывания инсулина с белками не изучена.
ВНЕПАНКРЕАТИЧЕСКАЯ ИНСУЛИНОВАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ
Факторы, которые могут инактивировать инсулин.
1. Часть инсулина в крови находится в связанном с белком состоя нии. Этот инсулин не проявляет своей активности в отношении мышц, пе чени, но активен в отношении жировой ткани. Связь белка с инсулином происходит в печени. При некоторых формах диабета соотношение сво бодной и связанной форм инсулина сдвигается в сторону увеличения свя занной формы инсулина. Когда и почему происходит увеличение связанной формы инсулина неизвестно. Свободный инсулин активен в отноше нии всех инсулинчувствительных тканей.
2. Повышенная (абсолютная и относительная) циркуляция в крови гормональных антагонистов инсулина. Это глюкокортикоиды и СТГ. Глю-кокортикоиды, кроме того, препятствуют влиянию инсулина на проницаемость жировой ткани и мышечной ткани для глюкозы, СТГ еще вызывает также перенапряжение инсулярного аппарата.
Ключевой реакцией в углеводном обмене является гексо- и глюко-киназная реакция, т.е. фосфорилирование глюкозы. Глюкокортикоиды и СТГ инактивируют активный центр глюкокиназы. Инсулин же так изменяет конформацию этого фермента, что глюкокортикоиды не могут подействовать на этот фермент; однако, если количество глюкокортикоидов и СТГ повышено, то они могут инактивировать этот фермент. В крови натощак преобладает связанный инсулин, а после нагрузки глюкозой содержание свободного инсулина увеличивается. Так возникает «стероидный и гипо-физарный диабет». Отсюда, явление «стероидного диабета» могут прохо дить после подавления функции гипофиза.
3. Наличие антагонистов инсулина негормональной природы. На- пример, синальбумин. Синальбумин представляет собой полипептид В- цепи инсулина. Он снимает действие инсулина на печень и мышцы, но не на жировую ткань. Кроме того, если в процессе образования инсулина ос- тается свободной В-цепь, то она тоже тормозит действию инсулина, так как В-цепь действует по типу конкурентного ингибирования в клетке. Это имеет при избытке образования В-цепи инсулина и усиленном разрушении молекулы инсулина в поджелудочной железе.
4. В печени имеется фермент инсулиназа, разрушающий инсулин. Если активность инсулиназы повышается, то может развиваться непан- креатическая форма диабета, т.е. печеночная форма диабета- синдром Ма-риака. В норме инсулиназа предохраняет организм от избыточного посту-пления инсулина в общую циркуляцию и развития гипогликемии.
5. Эндогенный инсулин комплексируясь с белками, которые облада- ют антигенными свойствами, может вызвать образование антител к эндо-генному инсулину, то есть развивается аутоиммунный инсулинрезистент- ный диабет. Такой диабет встречается и при длительном введении инсули- на в организм. Его легко распознать, т.к. введение глюкокортикоидов бу-дет тормозить образование аутоантител и вызывать клиническое улучше- ние состояния больного.
6. Образование антител к рецепторам инсулина, отсюда снижение чувствительности периферических тканей к инсулину.
1. Инсулин повышает проницаемость клеточных мембран для глюко- зы.
2. Глюкоза метаболизируется под влиянием инсулина, так как инсу- лин активирует глюкокиназу.
3. Инсулин способствует переходу углеводов в жиры, способствуя синтезу триглицеридов.
4. Инсулин индуцирует образование фермента гликоген-синтетазы, т.е. усиливает образование гликогена в печени и мышцах.
5. Инсулин тормозит активность фермента фосфатазы.
6. Инсулин тормозит глюконеогенез, т.е. образование глюкозы из глюкогенных аминокислот.
Итак, при недостатке инсулина в организме: а) мало сахара поступа-ет в ткани; б) мало используется сахар в тканях; в) жир меньше превраща-ется в углеводы; г) мало образуется гликогена; д) много сахара поступает в кровь; е) повышается образование сахара из глюкогенных аминокислот.
Как же быть с гипергликемией? Бороться с ней или нет? При относи-тельно небольшом повышении уровня сахара в крови и небольшой глюкозурии преобладает компенсаторная сторона гипергликемии, а если уровень сахара 200 мг и выше, то надо с ней бороться путем введения инсулина.
При СД нарушается и жировой обмен. При этом часть этих наруше-ний связана с нарушением углеводного обмена. При инсулиновой недоста-точности в жировую ткань мало поступает и используется глюкоза. Это нарушает синтез триглицеридов, т.к. для их образования нужна НАДФН2, образующийся в пентозном цикле. При диабете липолиз превалирует над липосинтезом. Кроме того, нарушается синтез триглицеридов в жировой ткани из высших жирных кислот. Образуется много кетоновых тел, что способствует усилению мобилизации жиров из жировой ткани в печень (толчком к этому служит снижение запасов гликогена в печени).
Происходит нарушение отложения жира и в жировой ткани. В кровь поступают жирные кислоты в большом количестве, в печени они разру-шаются и в избытке образуют кетоновые тела. Кетоновые тела недоста- точно окисляются и в других тканях потому, что для их окисления необхо-дим эффективный цикл Кребса. А эффективный цикл Кребса может быть только при нормальном обмене углеводов. Отсюда развивается кетоз. Фак-тором располагающим к кетозу является жировая инфильтрация печени. Оказалось, что к жировой инфильтрации печени имеет непосредственное отношение другое начало, вырабатываемое в эпителии мелких протоков
МИНЕРАЛЬНЫЙ ОБМЕН при сахарном диабете:
Его нарушение во многом связано с кетозом, так как выделение аце-тоуксусной и бета-оксимасляной кислот происходит в виде солей с натри ем и калием, последние теряются. Клетки теряют калий, наблюдается ги- перкалиемия.
Поражение сосудов и сердечной мышцы при диабете:
Поражение сердечной мышцы:
а) тормозится ресинтез АТФ, так как нарушается фосфорилирование; б) сердечная мышца работает в основном за счет окисления высших жир ных кислот и оно должно сопровождаться потреблением большого количе ства кислорода, т.к. в жирных кислотах мало кислорода, поэтому легко наступает гипоксия сердечной мышцы, это и есть стенокардия напряжения обмена; в) при дефиците инсулина в сердечной мышце мало гликогена; г) нарушается синтез белка.
Поражение нервных стволов и окончаний при СД. Нейропатии свя заны с тем, что при диабете происходит накопление пировиноградной ки слоты, которое оказывает токсическое влияние на нервную ткань. Для ус корения расщепления пировиноградной кислоты применяют кокарбокси- лазу.
ДИАБЕТ И БЕРЕМЕННОСТЬ.
1. Балаболкин И.И., Гаврилюк Л.И. Сахарный диабет: (Патогенез, кли ника, лечение). Отв. ред. А.П. Калинина, Кишинев, 1983,187с.
2. Држевецкая И.А. Основы физиологии обмена веществ и эндокрин ной системы. Изд. «Высшая школа», М., 1983, 272с.
3. Кендыш И.Н. Регуляция углеводного обмена, Изд. «Медицина», М.,
4. Шрейбер В. Патологическая физиология желез внутренней секреции,
5. Эндокринология и метаболизм, т. 2, пер. с анг. Изд. «Медицина», М.,
7. Адо А.Д., Новицкий В.В. Патологическая физиология. Томск, 1994,
8. Адо А.Д. Патологическая физиология. Москва. Триада-Х. 2000, с.
9. Воложин А.И., Порядин Г.В. Патологическая физиология. Учебник.
Т.1. М. «Медицина», 1998, с.297-312.
10. Држевецкая И.А. Основные физиологии обмена веществ и эндок ринной системы. Изд. «Высшая школа», М., 1983,272 с.
11. Литвицкий П.Ф. Патофизиология. Курс лекций, М.Медицина, 1995,
12. Литвицкий П.Ф. Патофизиология. Учебник. ГЕОТАР, 2002, с.266-
13. Топарская В.Н. Физиология и патология углеводного, липидного и белкового обмена. М., Медицина, 1970.
14. Фролов В.А. и др. Учебник патологическая физиология. Москва., Экономика. 1999, с.146-154.
15. Шанин В.Ю. Клиническая патофизиология. Учебник. Санкт-
Петербург, 1998.
ТЕСТ-ВОПРОСЫ НА УСПЕШНОСТЬ ОБУЧЕНИЯ
1. Значение углеводов для организма.
2. Нарушение процессов пищеварительного гидролиза и всасывания углеводов.
3. Метаболизм глюкозы в печени.
4. Нарушение межуточного обмена глюкозы.
5. Гипергликемия. Виды, причины, патогенетическое значение.
6. Гипогликемия. Патогенетическое значение.
7. Какова роль инсулина в регуляции жирового обмена?
8. Как влияет инсулин на белковый обмен?
9. Какова роль инсулина в регуляции водно-минерального обмена?
10. Какие гормоны являются антагонистами инсулина и как они осуще- ствляют этот антагонизм?
11. Этиологические факторы панкреатической инсулиновой недоста- точности.
12. Факторы внепанкреатической инсулиновой недостаточности.
13. Патогенез сахарного диабета.
14. Чем отличается инсулинозависимый сахарный диабет от инсулинне- зависимого?
15. Играет ли роль наследственность в возникновении сахарного диабе- та?
16. Какова роль ожирения в развитии сахарного диабета?
17. Почему в условиях усиленного липолиза при диабете человек может быть тучным?
18. Почему избыток соматотропного гормона, тиреоидных гормонов и кортикоидов может привести к развитию диабета?
19. Что такое относительный гипоинсулинизм и когда он развивается?
20. Как проводится тест с «сахарной нагрузкой»?
21. Каковы наиболее часто встречающиеся жалобы больных диабетом? Каков патогенез этих жалоб?
22. Каковы объективные (в том числе и определяемые лабораторно) симптомы диабета? Каков их патогенез?
23. Каковы патогенетические основы главных осложнений диабета?
24. Каковы главные патогенетические факторы развития диабетической комы?
25. Играет ли гипергликемия патогенетическую роль в развитии диабе- тической комы?
26. Почему при диабетической коме инсулин необходимо вводить вме- сте с глюкозой?
27. Какие стадии развития гипогликемической комы Вы знаете? Каковы их клинические проявления? Каковы принципы терапии на каждой стадии гипогликемической комы?
28. Патогенез поражения сосудов при сахарном диабете.
29. Патогенез поражения миокарда при сахарном диабете.
30. Патогенез нефропатий при сахарном диабете.
31. Патогенез нейропатий при сахарном диабете.
32. Диабет и беременность.
3 3. Чем опасен для плода диабет матери?
34. Каковы принципы патогенетической терапии диабета?
35. В чем преимущества инсулина, полученного методом генной инже- нерии?
Источник
Патофизиология углеводного обмена
Углеводы, будучи природными органическими соединениями (альдегидо- и кетоспирты или продукты их конденсации), являются основным быстро мобилизуемым энергетическим источником в питании человека. На их долю приходится более 50% калорийности пищи и 75 % веса суточного рациона. Энергетические потребности углеводистой пищи восполняются за счет полисахаридов – гликогена животных продуктов, крахмала растений (резервный полисахарид, подобный по структуре гликогену животных), дисахаридов – сахарозы, лактозы, мальтозы и других, а также моносахаров глюкозы, фруктозы и др. В составе гликогена клетки организма запасают энергию в качестве быстро мобилизуемого резерва (до 300 г в печени и мышцах). Не будь этой формы резервирования глюкозы, её накопление в цитоплазме приводило бы к гиперосмолярности и гипергидратации клеток. Гликоген тканей относительно быстро обновляется в связи с высокой потребностью в углеводах, особенно при физических нагрузках.
Кроме энергетической, важна структурно-пластичекая роль углеводов. Так, основу межклеточного вещества соединительной ткани составляют гликозаминогликаны. Множество белков нашего организма, в том числе энзимы, транспортёры, гормоны, являются гликопротеидами. Триозы необходимы для производства липидов, пентозы – нуклеиновых кислот. Углеводы являются частью антигенной среды организма. Они входят в состав гликолипидных, гликопептидных и полисахаридных антигенов. Комплекс Гольджи и внутритранспортные клеточные системы используют для маркировки и сортировки молекул полисахаридный код. Ряд медиаторов воспаления имеет полисахаридное строение, а глюкурониды участвуют в детоксикации эндогенных ядов и ксенобиотиков. Углеводы не относятся к незаменимыми компонентами пищи. Единственным производным углеводов, которое вводится в организм извне, является витамин С. Остальные сахариды могут синтезироваться из липидов и аминокислот.
Исключение углеводов из пищи может приводить к пищевой углеводной недостаточности. Это состояние сопровождается компенсаторным глюконеогенезом с повышением образования кислых эквивалентов и азотистых продуктов распада и развитием кетоацидоза и катаболизма белка. Дефицит углеводов тормозит образование печенью парных соединений с глюкуроновой кислотой, что снижает антитоксическую резистентность. Введение углеводов улучшает детоксикационную функцию печени. Стресс, обеспечивающий, например, адаптацию организма к гипоксии, в значительной мере основан на мобилизации и ускоренном поступлении глюкозы в ткани.
Нельзя не учитывать и пищевую роль углеводов. Сбалансированная диета взрослого человека должна содержать примерно 124 г углеводов на каждые 1000 ккал суточного рациона. В рационе питания должно присутствовать до 25 % легкоусвояемых дисахаридов. Если меню перегружено ими, возрастает риск заболеть ожирением, атеросклерозом, возможно развитие относительной недостаточности ряда расходуемых для утилизации углеводов витаминов (В1, В2, РР, липоевой кислоты), повышенной потребности в белках и микроэлементах Mn, Mg, Mo, Fe.
Патология углеводного обмена может быть представлена совокупностью нарушений катаболических и анаболических превращений сахаров, поступающих с пищей в виде растительных и животных продуктов, суточная потребность в которых составляет 350-500 г.
Нарушения катаболизма углеводов могут возникать в результате расстройств:
1) пищеварения, т.е. расщепления углеводов (например, мальабсорбция, мальдигестия),
2) их всасывания в ЖКТ, в т.ч. ротовой полости,
3) межуточного обмена сахаров,
4) образования конечных продуктов превращения углеводов, т.е. воды и углекислого газа.
Нарушения анаболизма сахаров проявляется изменениями синтеза и депонирования гликогена (гликогенез), глюконеогенеза, перехода углеводов в жиры. Таким образом, расстройства углеводного обмена могут наблюдаться на всех этапах превращений сахаров – расщепления, всасывания, синтеза и ресинтеза, межуточного обмена. На заключительном этапе превращения моносахаров подобные нарушения сопрягаются с расстройствами гликолиза, тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования, которые обсуждаются в разделе «Гипоксия».
На этапе гидролиза полисахаридов нарушения углеводного обмена могут быть обусловлены:
1) Заболеваниями слизистой оболочки различных отделов ЖКТ (ротовой полости, тонкой кишки).
2) Патологии секреторных органов ЖКТ:
слюнных желез (дефицит альфа-амилазы, мальтазы),
желез слизистой тонкой кишки,
поджелудочной железы (дефицит олиго- и полисахаридаз, а также оптимальное значение среды химуса),
печени (формирование слабощелочной среды).
3) Нарушениями нейрогуморальной регуляции образования и выделения секретов.
4) Врожденными и приобретенными энзимопатиями.
6) Общими поражениями организма:
На этапе всасывания моносахаров из ЖКТ патология углеводного обмена может быть связана с такими факторами, как
1) нарушения нервной регуляции секреторного процесса, в результате чего идет неполное расщепление полисахаров,
2) нарушения эндокринно-гормональной регуляции (изменения секреции инсулина, глюкокортикоидов и других гормонов),
3) врожденных и приобретенных энзимопатий:
дефицит гексокиназы – фермента, который обеспечивает процесс фосфорилирования и образование глюкозо-6-фосфата;
фосфорилазы и фосфатазы, которые обеспечивают дефосфорилирование глюкозо-6-фосфата;
отсутствие глюкозо-6-фосфатазы ведет к нарушению превращений молочной кислоты в пировиноградную.
Если инсулин активирует гексокиназу и тормозит глюкозо-6-фосфатазу, то глюкокортикоиды обладают противоположным действием. Глюкагон и адреналин активируют фосфорилазу печени и мышц (подробнее см. ниже). Таким образом, гуморальные и нервные механизмы играют едва ли не самую существенную роль в регуляции углеводного обмена уже на этапах образования и всасывания моносахаров. Поэтому напомним о тех гормонах, которые принимают участие в регуляции углеводного обмена.
В зависимости от того, как они влияют на содержание глюкозы в крови, их классифицируют на две группы:
1) контринсулярные гормоны, повышающие содержание глюкозы,
2) инсулин, снижающий уровень сахара.
Инсулин усиливает проницаемость клеточных мембран, способствуя переходу глюкозы в клетки. Внутри клетки он активирует все пути превращения глюкозы: гликолиз, тканевое дыхание, превращение в пентозофосфатном цикле, гликогенез, липогенез. Кроме того, как уже упоминалось, инсулин активирует гексокиназу и тормозит глюкозо-6-фосфатазу.
К контринсулярным гормонам относят адреналин, глюкагон, глюкокортикоиды, СТГ и тироксин.
Глюкагон, глюкокортикоиды, тироксин и адреналин активируют фосфорилазу и глюкозо-6-фосфатазу
СТГ и тироксин – инсулиназу;
Глюкокортикоиды тормозят активность гексокиназы, стимулируют глюконеогенез (образование глюкозы) из аминокислот и лактата;
Адреналин и глюкагон стимулируют гликогенолиз.
Все отмеченные выше эффекты контринсулярных гормонов, в конечном счете, повышают содержание глюкозы в крови выше 6,1, реально выше 5,55 ммоль/л, вызывая гипергликемию.
Нарушение поступления глюкозы рассматривалось выше – это состояние пищевой углеводной недостаточности. В качестве причин могут выступать голод, несбалансированное питание, отсутствие надлежащего ухода и кормления больных определённого профиля.
Нарушение переваривания и всасывания определяются анаболическими и катаболическими реакциями углеводов. Некоторые авторы, описывая этапы обмена углеводов, применяют термины анаболические и катаболические реакции. К анаболическим реакциям относят гликогенез и глюконеогенез, к катаболическим – внутриполостное переваривание, гликогенолиз, гликолиз, пентозофосфатное окисление.
Полисахариды перевариваются -амилазой слюны, которая продолжает действовать внутри пищевого комка в желудке до тех пор, пока содержимое пищевого комка не станет компонентом кислого химуса. Основная масса углеводов пищи расщепляется в ЖКТ панкреатической -амилазой. В результате гидролиза полисахаридов в кишечнике оказывается смесь мальтозы, изомальтозы и глюкозы. При экскреторной недостаточности поджелудочной железы процесс переваривания нарушается, и в фекалиях обнаруживаются зёрна крахмала – «амилорея». Целлюлоза и растительные пентозы гидролизу не подвергаются и попадают в толстый кишечник, где частично деградируют с образованием органических кислот, спиртов и СО2. Полученные продукты важны как стимуляторы перистальтики и участники эубактериоза.
Гидролиз олигосахаридов и продолжается в тонкой кишке (вплоть до подвздошной) под действием олигосахаридаз (сахараза, мальтаза, лактаза, -галактозидаза и другие). Олигосахаридазы локализованы на мембранах энтероцитов и предназначены для мембранного и внутриклеточного пищеварения. Их активность представлена в щёточной кайме и внутри энтероцитов. Поэтому нарушения расщепления сопрягаются с расстройствами мембранного переваривания, всасывания и ранними стадиями межуточного обмена, представленных синдромом мальабсорбции. Среди них следует назвать наследственные и приобретенные формы глюкозо-галактозной мальабсорбции (дефицит натрий-зависимого ко-транспорта глюкозы и галактозы кишечника), алактазии (дефицит лактазы), галактоземии (дефицит ферментов превращения галактозы), фруктозурии (отсутствие альдолазы фруктозо-1-фосфата), пентозурии. Некоторые из них весьма распространены (например, алактозия), другие приводят к опасным для жизни последствиям.
Нормальные моносахаридные продукты как результат адекватной активности олигосахаридаз – галактоза, глюкоза, фруктоза и другие, всасываются в кровь. Галактоза, фруктоза и глюкоза поступают в энтероциты с помощью натрий-зависимого активного транспорта. Ион [Na + ] входит в энтероцит по градиенту, обеспечивая всасывание моносахаров против градиента. Калий-натриевый насос, функционирующий с затратой АТФ, восстанавливает натрий-калиевый градиент. Многие яды моделируют процесс нарушения натрий-зависимого активного всасывания моносахаридов (флоридзин, уабаин). Причина этого заболевания – мутация гена натрий-зависимого флоридзин-чувствительного переносчика глюкозы и галактозы в хромосоме 6.
В энтероцитах, нефроцитах, гепатоцитах глюкоза подвергается фосфорилированию с помощью фермента гексокиназы и в форме глюкозо-6-фосфата удерживается в клетке, создавая градиент ее концентрации. Из энтероцитов глюкоза с помощью белков переносчиков (GluT-ов) поступает в кровь, предварительно освободившись от фосфата под действием фермента фосфатазы. Остальные моносахариды всасываются с помощью облегчённого транспорта, который может подключаться и к абсорбции выше названных трёх моносахаридов, если их количество в просвете кишки велико.
Дальнейшее поступление глюкозы в клетки из крови определяется белками-переносчиками. Их обозначают «GluT-ами» и нумеруют по порядку их обнаружения. На сегодняшний день известно 5 белковых переносчиков.
GluT-1 предназначены для поступления глюкозы через эндотелиоциты в мозг,
GluT-2 – для поступления глюкозы в кровь из гепатоцитов, энтероцитов и нефроцитов. Именно при участии GluT-2 глюкоза переходит в кровь из энтероцитов после её всасывания.
GluT-3 имеется в нейронах мозга и обладает большим сродством к глюкозе.
GluT-4 – главный переносчик глюкозы в мышцах и адипоцитах. 80 % утилизируемой глюкозы в условиях глюкозной нагрузки приходится на клетки инсулинозависимых тканей – гепатоцитов, миоцитов, адипоцитов, клеток соединительной ткани, в которых глюкоза превращается в гликоген. Среди остальных есть переносчики глюкозы (не GluT), транспортирующие ее как по механизму активного транспорта (т.е. против концентрационного градиента), так и по градиенту концентрации (перенос моносахаров из кишечника и первичной мочи). Функция переносчиков контролируется гормонами и, в первую очередь, инсулином. Наиболее существенным ответом на инсулин считается реакция GluT-4 мышечной и жировой тканей.
Нарушение синтеза и депонирования гликогена (гликогенез) наблюдается вследствие торможения гексокиназных реакций при дефиците инсулина, миастении, гипо- и авитаминозах, гипоксии, некоторых эндокринопатиях (СД, гиперкортицизм, тиреотоксикоз). Депонирование гликогена и усиление гликогенолиза расстраивается в результате охлаждения, перегревания, болевого синдрома, судорог, стресса, гипоксии, гепатитов, инфекций и интоксикаций, голодания, различных видов шока, под действием катехоламинов, глюкагона и тиреоидных гормонов.
Нарушение расщепления гликогена (гликогенолиза) наблюдается при гликогенозах (см. ниже). Усиленный распад гликогена отмечается при возрастании энергозатрат организма (стресс, физическая нагрузка, ацидоз и т.п.), в том числе под действием гормонов (катехоламины, глюкагон, СТГ и др.)
ТИПОВЫЕ ФОРМЫ НАРУШЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ
К ним относятся гипергликемия и гипогликемия. Чаще всего медики встречаются с гипергликемией (содержание глюкозы в крови выше 6,1 ммоль/л). Гипергликемия (hyperglicaemia; греч. hyper – чрезмерное повышение, увеличение чего-либо + греч. glykys – сладкий + греч. haima – кровь) возникает в результате действия следующих факторов:
Алиментарная – развивается при избыточном поступлении легкоусвояемых углеводов. Так, например, в норме после приёма 75 г глюкозы наблюдается увеличение содержания глюкозы в крови не выше 200 мг/дл и ее нормализация в пределах 3 часов. Через 2-2,5 часа может наступить даже гипогликемическая фаза.
Судорожная – наступает вследствие усиления гликогенолиза в мышцах при конвульсиях (столбняк, эпилептические припадки).
Эндокринные – формируются вследствие чрезмерной продукции контринсулярных гормонов – СТГ, адреналина, глюкагона, глюкокортикоидов, тироксина (болезнь и синдром Иценко-Кушинга, гиперкортицизм, гипертиреоз, гиперпаратиреоз, глюкагонома, феохромоцитома, акромегалия, гипофизарный гигантизм).
Инсулиндефицитная гипергликемия (более 8 ммоль/л) – приводит к глюкозурии, гиперосмии плазмы и мочи, полиурии, жажде, полидипсии.
Стрессорная – отражает эффекты катехоламинов, глюкагона, глюкокортикоидов и наступает после действия различных стрессоров. Ранее отдельные виды гипергликемии характеризовались как «эмоциональная», «наркозная», «психогенная».
Активация вегетативных центров головного мозга в эксперименте (например, известный в литературе «сахарный укол» К. Бернара).
Хроническая гипергликемия стимулирует не энзиматическое гликирование внеклеточных белков и усиливает синтез полиоловых соединений, лежащих в основе микроангиопатий. Очень высокая гипергликемия вызывает острое нарушение водно-солевого обмена и гиперосмолярную кому.
Гипогликемические состояния. Другим характерным проявлением нарушения углеводного обмена является гипогликемия. Гипогликемия (hypoglicaemia; греч. hypo – понижение, уменьшение чего-либо + греч. glykys – сладкий + греч. haima – кровь) – снижение содержания сахара в крови менее 4,44, реально менее 3,5 ммоль/л. Гипогликемия считается более опасным, чем гипергликемии, патологическим состоянием и наблюдается при действии следующих экзогенных и эндогенных факторов:
Избыток инсулина – гиперинсулинизм, например, при инсулиноме,
Дефицит контринсулярных гормонов – гипотиреоз, гипопитуитаризм, опухоли гипоталамуса, гипокортицизм, снижение функциональных возможностей гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, острая надпочечниковая недостаточность, включая мозговое вещество,
Потеря углеводов (гликозурия),
Углеводное, жировое и белковое голодание,
Усиленная утилизация углеводов (тяжелая физическая нагрузка),
Некоторые типы энзимопатий,
Гликогенозы (болезни Гирке, Фобса, Херса) и агликогенозы,
Болезни органов ЖКТ, сопровождаемые ограничением поступления глюкозы в кровь из печени и/или кишечника,
Период новорожденности, особенно при многоплодии,
Аутоиммунные формы ИНСД (стимулирующие аутоантитела к инсулиновым рецепторам).
Инсулиновая – при передозировке инсулина у больных СД или в силу других причин (например, наличие инсулиномы),
Латентное снижение функциональных резервов гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (часто выявляется у «жертв» хронического стресса с симптомами дисфории, агрессивного поведения на голодный желудок),
Как следствие почечной глюкозурии. Возможное отравление монойодацетатом и флоридзином («почечный диабет»),
Печеночная гипогликемия при печеночной недостаточности,
Алкогольная гепатопатия у лиц во время алкогольного опьянения без адекватного приема пищи.
Типовые последствия гипогликемии. Головной мозг не использует инсулинозависимые переносчики глюкозы и должен получать из крови не менее 6 г глюкозы в час. Ограничение содержания глюкозы до 3 ммоль/л (50-70 мг/дл) представляет классический гипогликемический стрессор, который вызывает типичную клиническую картину: нервозность, тревогу, тремор, потливость, чувство голода, гиперсекрецию глюкагона и катехоламинов. Сопровождается снижением чувствительности, дезориентацией и галлюцинациями. Типичны случаи ложной диагностики алкогольного опьянения. В практике судебно-медицинской экспертизы больные диабетом в состоянии гипогликемии могут совершать противоправные действия. При дальнейшем снижение уровня глюкозы до 2,5 ммоль/л (30-50 мг/дл) угнетается выработка АТФ в нейронах и тормозмтся активность калий-натриевого и кальций-магниевого насосов, что ведет к утрате ионных градиентов, деполяризации клеток ЦНС, потери сознания, клоническим судорогам и развитию гипогликемической комы.
Источник
