2"НАРУШЕНИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА"
Составил:старший преподаватель к.м.н. А.Р.Антонов
НОВОСИБИРСК 1995
.
- 2 -
Л И Т Е Р А Т У Р А
1.Мусил Я.Основы биохимии патологических процессов.- М.:Москва.- 1985. - 314 с.
2.Эндокринология и метаболизм (в 2-х томах под ред.Ф.Фелига).
- М.:Медицина. - 1985. - Т.2. - 416 с.
3.Кон Р.М.,Рот К.С.Ранняя диагностика болезней обмена веществ. - М.:Медицина. - 1986. - 640 с.
4.Зилва Дж.Ф.,Пеннэлл П.Р.Клиническая химия в диагностике и лечении. - М.:Медицина. - 1988. - 528 с.
5.Теппермен Дж.,Теппермен Х.Физиология обмена веществ и эндокринной системы. - М.:Медицина. - 1989. - 656 с.
6.Бышевский А.Ш.,Терсенов О.А.Биохимия для врача. - Екатеринбург,"Уральский рабочий". - 1994. - 384 с.
7.Рябов Г.А.Синдромы критических состояний. - М.:Медицина. -
1994. - 368 с.
8.Основы физиологии человека (в 2-х томах под ред.Б.И.Ткаченко). - С.-Петербург. - 1994. - Т.1. - 567 с.
9.Патологическая физиология (под ред.А.Д.Адо и В.В.Новицкого).- Томск, Изд-во Томского у-та. - 1994. - 468 с.
10.Патофизиология (курс лекций под ред.П.Ф.Литвицкого). -
М.:Медицина. - 1995. - 752 с.
.
- 3 -
ПЛАН ЛЕКЦИИ
1.Вступительное слово.
2.Нарушение усвоения углеводов в организме.
а)нарушение всасывания;
б)нарушение синтеза,депонирования и расщепления гликогена;
в)наследственные ферментопатии.
3.Гипогликемия.
а)определение понятия;
б)классификация;
в)патогенез основных проявлений;
г)гипогликемическая кома.
4.Гипергликемия.
а)определение понятия;
б)виды.
5.Сахарный диабет.
а)этиология и эпидемиология;
б)классификация;
в)нарушения обмена веществ;
г)патогенез основных проявлений;
д)диабетическая кома.
.
- 4 -
1. 2ВСТУПИТЕЛЬНОЕ СЛОВО
Еще в 1657 году Уильям Гарвей утверждал, что природа может раскрыть свои тайны "...в случаях, когда следы ее деятельности оказываются за пределами проторенного пути".Пророческие слова Гарвея,написанные более 300 лет назад,предвосхитили деятельность Арчибальда Гаррода, которого многие считают основоположником принципов врожденных ошибок обмена, изложенных им в своих Крунновских лекциях.В действительности нарушения метаболических процессов организме сопровождает любое заболевание, любое отклонение от нормы, однако во многих случаях мы недооцениваем возникающие при этом изменения из-за недостатка знаний промежуточных этапов на путях обмена.
Современные студенты-медики должны разбираться в связях между обменом веществ и болезнью, представлять себе основные биохимические "протоколы" процессов жизнедеятельности, их патофизиологию и отношение к клиническим нарушениям.По существу клиническая картина болезни - это проявление лежащих в ее основе биохимических и патофизиологических нарушений.
Нарушения углеводного обмена, которым будет посвящена сегодняшняя лекция, встречаются достаточно часто как в раннем, так и в зрелом и старческом возрасте.Несмотря на огромное количество экспериментальных и клинических исследований, посвященных патологии углеводного обмена, в этой области, как вы сможете убедиться, еще очень много "белых пятен", изучению которых можно посвятить всю жизнь.
22.НАРУШЕНИЕ УСВОЕНИЯ УГЛЕВОДОВ В ОРГАНИЗМЕ
Напомню, что углеводы представляют собой молекулы, состоящие из 3-х углеродных атомов или более, соединенных с атомами Н и О в отношении 2:1, или простые производные этих молекул.Большинство жителей Америки и Западной Европы получают с продуктами питания 40-45% калорий в виде углеводов.
Несмотря на разнообразие форм и пищевых источников углеводов, конечными продуктами переваривания, которые всасываются в кишечнике, являются гексозы: глюкоза, фруктоза, галактоза.Из этих
- 5 -
простых сахаров глюкоза по своей распространенности в качестве
углеводного компонента пищи намного превосходит все остальные.
Поскольку внутри клеток свободная глюкоза как таковая практически отсутствует, вся поглощаемая тканями глюкоза подвергается следующим основным метаболическим превращениям:
1)накопление в виде гликогена;
2)окисление через гликолиз (анаэробное окисление, или путь Эмбдена-Мейергофа) до пирувата и лактата;
3)окисление через цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса) или в меньшей степени через пентозный цикл до СО2;
4)превращение в жирные кислоты и накопление в виде триглицеридов;
5)высвобождение из клетки в виде свободной глюкозы.
Источник углеводов в питании человека - преимущественно пища растительного происхождения.Суточная потребность в углеводах составляет 400-500 г.
Переваривание углеводов начинается в тонком кишечнике.Кратковременное воздействие амилазы слюны на крахмал пищи существенной роли не играет, так как в просвете желудка кислая среда инактивирует этот фермент.
В тонком кишечнике крахмал под действием амилазы pancreas, выделяющегося в 12-перстную кишку с панкреатическим соком, расщепляется до мальтозы и изомальтозы.Эти дисахариды, а также лактоза, расщепляются специфическими ферментами, продуцируемыми эпителием кишечника.Ферменты работают не в просвете кишечника , а на поверхности клеток (т.н.пристеночное пищеварение).
Проникновение моносахаридов через клеточные мембраны происходит путем облегченной диффузии при участии специальных транслоказ.Глюкоза и галактоза всасываются еще и путем активного транспотра за счет градиента ионов Na, создаваемого Na-K АТФ-азой.Это обеспечивает их всасывание даже при низкой концентрации в кишечнике.
Столь подробное изложение физиологических механизмов всасывания должно помочь вам в последующем понимании их нарушений при различных патологических состояниях.
Прежде всего, нарушения всасывания глюкозы могут возникать при врожденной недостаточности специфического фермента или транспортной системы, необходимых для обмена определенного сахара.В
- 6 -
том и другом случаях сахар накапливается в просвете кишечника,
повышая осмолярность кишечного сока и тем дополнительно увеличивая всасываемость воды в просвет кишечника.
2Общие признаки синдромов нарушения всасывания углеводов:
1)диарея,
2)вздутие живота после приема в пищу определенного сахара,
3)кислая реакция кала (ph<6,0) - поскольку отдельные углеводы метаболизируются бактериями толстого кишечника до органических кислот,
4)раздражительность,
5)отставание в росте,
6)отсутствие подъема сахара в крови после сахарной нагрузки,
7)дефект определенного фермента в слизистой оболочке кишечника.
2Первичное нарушение всасывания глюкозы и галактозы 0 - встречается редко, проявляется вскоре после первого кормления профузной диареей, дегидратацией, ацидозом и гипогликемией.
2Врожденная недостаточность лактазы 0 - учитывая тот факт, что грудное молоко содержит около 7 г/дл лактозы, а коровье - 5 г/дл,
новорожденный получает с пищей 50-60 г лактозы в день.Гидролиз
этого дисахарида до глюкозы и галактозы опосредован лактазой кишечного эпителия.У детей с дефицитом этого фермента появляются стойкая диарея и гипотрофия.Нагрузка лактозой усиливает симптоматику.Безлактозная диета устраняет ее.
В эту же группу входят:
2- непереносимость сахарозы-изомальтозы,
2- непереносимость лактозы без недостаточности лактазы (биохи- 2мия синдрома неизвестна),
2- эссенциальная фруктозурия,
2- наследственная непереносимость фруктозы 0 - дефицит фруктозо-1-фосфатальдолазы.В этом случае после поступления фруктозы че-
рез 30 мин начинается рвота, пот, диарея и даже кома;
2- недостаточность фруктозо-1,6-дифосфатазы.
На этом мы остановимся, хотя спектр врожденных энзимопатий далеко не исчерпывается вышеприведенными синдромами.
В некоторых случаях,особенно при нарушении нейро-гуморальной регуляции, воспалении слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, отравлениях ядами типа монойодацетата и флоридзина, про-
- 7 -
цессы всасывания углеводов также могут нарушены.
Поскольку первой внутриклеточной реакцией, в которой участвует глюкоза, является ее фосфорилирование в глюкозо-6-фосфат гексокиназой и глюкокиназой, нарушение этого процесса также неблагоприятно сказывается на всасывании углеводов.
Поскольку на прием пищи человек расходует относительно мало времени, ясно, что уровень глюкозы в крови должен поддерживаться скорее за счет эндогенного топлива. Действительно, избыток пищевой глюкозы превращается в гликоген, жиры и белки для покрытия огромных энергетических потребностей организма.
После приема пищи большая часть глюкозы, метаболизирующейся в печени, превращается в гликоген, который при первой необходимости служит готовым источником глюкозы. Однако общее содержание его в печени довольно ограничено (в среднем 70-100 г) и способно обеспечить потребности организма в глюкозе в течение не более 8-12 часов.
Реакция образования гликогена зависит от активности гликогенсинтетазы, которая, в свою очередь, находится в обратной в зависимости от внутриклеточного уровня цАМФ. До сих пор нет ясности в вопросе, опосредована ли активность гликогенсинтетазы главным образом гормонами (например, инсулином, глюкагоном или адреналином
- первый ее повышает, два остальных - понижают) или субстратом, т.е. глюкозой. Херс выдвинул гипотезу, согласно которой увеличение концентрации глюкозы в клетке само по себе может повышать активность гликогенсинтетазы.
Снижение синтеза гликогена отмечается при миастении, гипоксии, тогда как повышенный распад наблюдается при охлаждении, перегревании, боли, судорогах, эмоциональном стрессе. Выделяют т.н.
_агликогеноз . - наследственное заболевание, вызванное дефектом гликогенсинтетазы. В печени почти или полностью отсутствует гликоген, выражена гипогликемия. Характерный симптом - судороги, обычно по утрам.
Следует сказать, что гликогенолиз контролируется ферментом фосфорилазой, которая, подобно гликогенсинтетазе, существует в неактивной форме и должна активироваться. Механизмы этой активации подобны ранее изложенным. Важно помнить, что гликогенолиз в печени и мышечной ткани приводит к образованию различных продуктов, а именно: в печени - к образованию свободной глюкозы, в мыш-