Нарушения обмена углеводов

               Лекция 15.

Нарушения обмена углеводов

 САХАРНЫЙ ДИАБЕТ и КОМЫ

Пути метаболизма глюкозы, точки приложения действия инсулина, влияние инсулина на жировой и белковый обмен, влияние инсулина на водно-минеральный обмен, контраинсулярные гормоны и эх эффекты, классификация сахарного диабета, факторы предрасположения к СД, патогенез жалоб и симптомов при СД, осложнения СД, патогенез разных типов ком при СД, клиника ком, принчипы лечения различных видов ком и принципы лечения СД.

ОСОБЕННОСТИ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА: 40-45% энергии обеспечивается углеводами. При аэробном расщеплении (окислительное фосфорилирование в митохондриях) образуется 38 молекул АТФ на 1 молекулу глюкозы, при анаэробном гликолизе – 2 !

Путиметаболизмаглюкозы в клетке: отложение в виде гликогена; гликолиз с образованием пирувата и лактата;

аэробноеокисление в цикле Кребса (главный путь синтеза АТФ);

пентозный путь (синтез НК и синтеза НАДФ*Н) окисления до СО₂,  путь в жирныекислоты; выход из клетки свободнойглюкозы.

Рекомендуемые материалы

Гликолиз и цикл Кребса связаны между собой АцКоА. 

Глюконеогенез из неуглеводов происходит в печени, почках, кишечном эпителии в цикле Кори (с образованием пирувата и лактата). 

Схема 1    Пути метаболизма глюкозы в клетке

Регуляция обмена глюкозы:

Первый этап метаболизма глюкозы – фосфорилирование ГК (гексокиназой - в мышцах и жировой ткани) и ГК и глюкокиназой (ГЛК) - в печени, которые активируются инсулином.

Гликоген синтезируетсягликогенсинтетазой (ГС), активирующейся свободной глюкозой и цАМФ-протеинкиназой. Уровень цАМФ повышается адреналином и глюкагоном и снижается инсулином.

Гликоген распадается до глюкозы фосфорилазой, активирующейся цАМФ – фосфорилазкиназой.

Центральный метаболит глюкозы АцКоА расходуется в: цикл Кребса с синтезом АТФ; на синтез кетоновых тел (КТ) и синтез АцАцКоА (на синтез холестерина и жирных кислот – в триглицериды). Триглицериды через липазы (ингибируются инсулином) и свободные ЖК через b-окисление дают АцКоА.

Кетогенез (ацетоуксусная, b-оксимасляная кислоты и ацетон) пропорционален окислению ЖК (избыток АцКоА).

Т.о. перекрест метаболизма – АцКоА и пируват (гликолиз - цикл Кребса – ЖК).

Схема 2    Регуляторные влияния инсулина

Т.о. Инсулин: активирует метаболизм глюкозы в энергию и гликоген, тормозит глюконеогенез, подавляет липолиз и кетоногенез (также активирует белковый синтез и ретенцию солей и воды).

на углеводный обмен:

- активирует гексо- и глюко- киназы и фосфорилирование глюкозы в начале как аэробного, так и анаэробного путей;

- активирует фосфофруктокиназу – фосфорилирование фруктозы, в процессах гликолиза и глюконеогенеза,

- активирует гликогенсинтетазу – синтез гликогена из глюкозы;

- активирует ФЭП-карбоксилазу, тормозя  глюконеогенез;

- активирует синтез ацетата из цитрата  - в целом цикл Кребса;

- активирует вход глюкозы в клетку (через мембрану, особенно в мышцах и в жировой ткани);

НА ЖИРОВОЙ ОБМЕН:

- активирует фосфодиэстеразу – распад цАМФ – подавляет активацию липазы и тормозит липолиз в жировой ткани;

- усиливает синтез из жирных кислот АцКоА – тормозит кетоногенез,

НА БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН:

- увеличивает поглощение аминокислот тканями (транспорт в клетку)

- стимулирует синтез белка (транспорт, энергия, ферменты синтеза);

- тормозит распад белков;

- снижает окисление аминокислот;

ВОДНО-ЭЛЕКТРОЛИТНЫЙ ОБМЕН:

- усиливает поглощение К⁺ мышцами и печенью;

- усиливает экскрецию Na⁺ с мочой;

- способствует задержке воды в организме.

Влияние на клетки происходит через рецепторы к инсулину: их до 25 000 на клетку в печени и до 5 000 в жировой ткани. Рецепторно инсулин влияет на мембрану клеток, активируя транспортные процессы в клетку, а после пиноцитоза в лизосомы участвует во внутриклеточных процессах. Разрушение инсулина – в печени (инсулиназа) и в почках (протеолитические ферменты).

ИНСУЛИН продуцируется b-клетками островков Ленгерганса (a-  клетки синтезируют глюкагон, d-клетки – гастрин и соматостатин). Это белок из 51 аминокислоты с М=5800. Активация секреции глю-козой идет метаболически за счет усиления гликолиза и повышения НАД*Н и НАДФ*Н, затем повышение цАМФ и Са²⁺ в клетке, активация миозиновых филаментов выталкивает гранулы инсулина (по рецепторной теории имеются рецепторы к глюкозе на этих клетках, которые и запускают секрецию инсулина). Дополнительная активация – активируются b-клетки такжегастрином исекретином, что определяет лучший эффект перорального приема глюкозы (!) или даже белка. Подавление секреции инсулина – катехоламинами (стресс ведет к гипергликемии), вентро-медиальными ядрами гипоталамуса; при повышении в тканях простагландина А (ПГА).

АНТАГОНИСТЫИНСУЛИНА: ГЛЮКАГОН – одноцепочечный пептид, непрерывная секреция, активация на белковую пищу и физическую нагрузку, на катехоламины; ингибируется глюкозой и соматостатином из инсулярного аппарата. Стимулирует гликонеогенез, кетогенез, аденилатциклазу – липолиз. Разрушается в почках.

КАТЕХОЛАМИНЫ: контраинсулярный эффект во всех точках приложения инсулина и стимулируют продукцию глюкагона.

СТГ гипофиза: ингибирует гексокиназу и конкурирует за инсулиновые рецепторы на мембране клеток.

ГЛЮКОКОРТИКОИДЫ: контраинсулярное действие мышечной и жировой ткани, снижая потребление глюкозы.

Сахарныйдиабет (diabetusmellitus) – ряд нозологических форм расстройства углеводного обмена, связанных с абсолютной или относительной инсулиновой недостаточностью.

Известен с 3200 г. до н.э., в 1849 г. Минковский и фон Меринг показали развитие симптомов с.д. при панкреатэктомии у собак, в 1869 г. Лангерганс открыл островковые клетки в поджелудочной железе, в 1921 г. Бантинг и Бест показали возможность лечения с.д. вытяжкой из поджелудочной железы, в 1926 г. Абель выделил кристаллический инсулин, а в 1965 г. Катсойанис получил его химически.

КЛАССИФИКАЦИЯ:  

1. Первичный  - спонтанный (Инсулинозависимый – ювенильный, «дибет «худых» – до 30 лет, и Инсулинорезистентный – взрослых, сочетается с ожирением) – в 90%, важен генетический фактор, вирус Коксаки (диабетогенный штамм), аутоантитела к pancreas.

2. Вторичный – Абсолютный (Приповрежденииpancreas -ишемия, атеросклероз, кровоизлияния, опухоли, воспаление, травмы, инфекции, лекарства, обменный (аллоксановый) и после гиперфункции – СТГ, гипертиреоз, гиперкортицизм) и Относительный (избыток инсулиназы печени, аутоиммунный, избыток контраинсулярных a₂-глобулинов, врожденный дефект рецепторов).

3. НАРУШЕНИЕ ТОЛЕРАНТНОСТИ К ГЛЮКОЗЕ.

4. ДИАБЕТ БЕРЕМЕННЫХ – потребление глюкозы плодом – гипогликемия – снижение инсулина  - липолиз и кетогенез. Влияние диабета матери на плод: внутриутробная гибель (кетоз и поражение плаценты); дыхательная недостаточность (нарушение синтеза сурфактанта); пороки развития (кетозная интоксикация); гипергилкемия плода к макросомии и висцеромегалии, крупному плоду. Влияние беременности на диабет матери: снижение симптомов в первую половину беременности (поглощения глюкозы плодом); нарастание во вторую половину (контраинсулярные плацентраные гормоны); после родов ремиссия диабета (паление контраинсулярных гормонов)

Влияние ожирения на диабет: повышение общего числа рецепторов и расхода инсулина на жировую ткань, снижение липолиза, перегрузка инсулиногенеза, снижение обеспечения др. тканей инсулином.

Факторыриска: ожирение; гиперлипидемия (стимуляция контраинсулярных гормонов с активацией и истощением инсулинового синтеза); гипертония (нарушения микроциркуляции); наследственность; женский пол, хронические стрессы.

ПАТОГЕНЕЗ СД: первичная (вторичная) недостаточность инсулина; присоединение иммуноагрессивного процесса к pancreas и АТ к инсулину; активность контраинсулярных факторов и инсулинорезистентность тканей.

СИМПТОМЫ ДИАБЕТА: на фоне гипергликемии и глюкозурии.

1. Быстрое похудение – усиление липолиза при недостатке инсулина.

2. Полидипсия и полиурия (никтурия) – жажда: глюкозурия; снижение энергообеспечения реабсорбции воды и ионов.

3. Зуд – продукты неполного расщепления углеводов.

4. Гнойничковые заболевания кожи – снижение общего и местного иммунитета, инфильтрация тканей продуктами неполного расщепления глюкозы.

5. Периодическое потемнение в глазах – изменению глюкозы крови – изменение воды в хрусталике (рОсм).

6. Мышечнаяслабость  - общий энергодефицит.

Объективно: снижение тургора кожи (обезвоживание); запах ацетона; гипергликемия (показатель тяжести и присособление); глюкозурия (почечный порог 180 мг%, но снижается при диабете т.к. снижается активная реабсорбция глюкозы – гексокиназой почек); липемия  - свободных ЖК, триацилглицеридов – хиломикроны и ЛПОНП; кетонемия и кетонурия – повышение ацКоА из ЖК (не слишком токсичны, но очень кислы – диабетический метаболический ацидоз); гипераминоацидемия – распад белка и повышение свободных аминокислот; увеличение разновидностей НвА; нарушение КОС – КТ, ЖК, молочная кислота – метаболический ацидоз.

Обычно наблюдаются расстройства белковогообмена: гиперазотэмия, повышение остаточного азота, азотурия.

ОСЛОЖНЕНИЯ СД:

1. Трофическиерасстройства – кожные, нарушение заживления ран (нарушения обмена).

2. Интеркурентныеинфекции – снижение общего и местного иммунитета, инфильтрация ткани продуктами глюкозы.

3. Сосудистыенарушения – атеросклероз, ангиопатия (ретинопатия, нефропатия– отложение полисахаридов в базальной мембране капилляров, гипоксия, микротромбоз), диабетический нефросклероз.

4. Диабетическая нейропатия – склероз сосудов мозга, энергоголод. 5. КОМЫ.

ДИАБЕТИЧЕСКИЕ КОМЫ:

1. ГИПЕРГЛИКЕМИЧЕСКАЯ (ДИАБЕТИЧЕСКАЯ, КЕТОАЦИДОТИЧЕСКАЯ): прекома: нарастание полиурии и жажды, слабость и сонливость (энергонедостаточность), сахар крови – выше 300 мг% (усиление глюконеогенеза как приспособление!), фруктовый запах изо рта – кетоновые тела. Кома: большое шумное дыхание Куссмауля, запах ацетона, обезвоживание (дряблость кожи, мягкие глазные яблоки, пульс учащен, гипотензия), рвота. Объективно: метаболический ацидоз (кетоз).

2. ГИПЕРОСМОЛЯРНАЯ КОМА: плохое усвоение калия клетками ведет к повышению рОсм и гиперосмотическойгипогидратации; глюкоза играет роль при превышении 1000 мг%; дегидратация клеток вызывает циркуляторные расстройства.   

ПРИНЦИПЫ ЛЕЧЕНИЯ КОМ:

     1. Введение инсулина (часто с глюкозой)

     2. Введение бикарбонатов для ликвидации ацидоза.

     3. При обезвоживании – введение 2-3 л. физ р-ра.

3. ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКАЯ КОМА: передозировка.

Углеводное энергетическое голодание нервных клеток, снижение рОсм и набухание клеток, спазм сосудов мозг.

ФАЗЫ: гипогликемии – ниже 80 мг%, утомление, раздражительность – сомноленция – резкая сонливость и засыпание на ходу – ступор – снижение ориентации, засыпание: вводят глюкозу, не сахар,

сопор – бессознательное состояния, нарушение рефлексов, но еще сохраняется связь с миром и корнеальные рефлексы (для выведения нужно уже внутривенно вводить глюкозу) – кома – потеря сознания, рефлексов, частое дыхание, тахикардия,     Объективно: турогор нормален, твердые глазные яблоки, нет запаха ацетона.

Гибель: остановка дыхания и паралич сосудодвигательного центра.

Лечение: внутривенно глюкозу, дегидратация (при отеке мозга) – мочевина, белковые растворы. Амилнитрит – снимает спазм сосудов мозга, адреналин (антагонист инсулина) – действует короткое время.

ПРИНЦИПЫ ЛЕЧЕНИЯ ДИАБЕТА:

1. Инсулинотерапия: в 15-20% случаев.

2. Диета: регуляция калорийности (соответствие тратам), исключение концентрированных сладостей; регулярность питания.

3. Физическаянагрузка – усиление утилизации глюкозы.

4. Оральные антибиотические препараты – производные сульфаниламидов (усиливают секрецию инсулина и повышают чувствительность к нему) и бигуанидов (стимуляция гликолиза и угнетение неогенеза).

5. Трансплантация поджелудочной железы и ее клеток (отторжение).

6. Искусственная поджелудочная железа – экстракорпорально.

ДРУГИЕ НАРУШЕНИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА:

Отчетность в условиях конкурсного производства - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

1. Гипогликемии – ниже 65 мг%; при патологии печени (хронические гепатиты, циррозы, интоксикации, голодание, стресс, физ. нагрузка); ЖКТ – хронические энтериты, панкреатиты, опухоли pancreas, синдром мальадсорбции); почек (ферментопатии реабсорбции глюкозы, мембранопатии); эндокринопатии (гипокортицизм, дефицит тироксина, недостаток СТГ – повреждения гипофиза, дефицит катехоламинов – ТВС, недостаток глюкагона - иммуноагрессия); инсулиномы, передозировка инсулина; углеводное голодание.         

КЛИНИКА: голод, дрожь, тахикардия, нарушения сознания, потливость, головная боль, нарушения зрения (адренергические и нейрогенные механизмы). Лечение этиологическое и сахар, глюкоза.

2. Гипергликемии – эндокринопатии (избыток глюкагона, глюкокортикоидов – кортикостеромы, б-нь Иценко-Кушинга, катехоламинов – феохромоцитомы, тиреоидных гормонов зоб), неврогенная и психогенная (стресс); переедание сладостей, патология печени.     

КЛИНИКА: глюкоз-,полиурия, жажда, гипогидратация, гипотензия.

3. (А)гликогенозы – дефекты генов ферментов гликогенолиза, реже синтеза гликогена. Аутосомно-рециссивный механизм.

4. Гексопентозэмии – галактозэмия и фруктозэмия – врожденные.