Порушення вуглеводного обміну

Глава 5. Порушення вуглеводного обміну

§ 190. Порушення гідролізу і всмоктування вуглеводів

Всмоктування вуглеводів порушується при недостатності амилолитических ферментів шлунково-кишкового тракту (амілаза панкреатичного соку і ін.). При цьому надходять з їжею вуглеводи не розщеплюються до моносахаридів і не всмоктуються. Розвивається вуглеводне голодування.

Всмоктування вуглеводів страждає також при порушенні фосфорилювання глюкози в кишкової стінки, що виникає при запаленні кишечника, при отруєнні отрутами, блокуючими фермент гексокінази (флоридзин, монойодацетатом). Чи не відбувається фосфорилювання глюкози в кишкової стінки і вона не надходить у кров.

Всмоктування вуглеводів особливо легко порушується у дітей грудного віку, у яких ще не цілком сформувалися травні ферменти і ферменти, що забезпечують фосфорилювання і дефосфорілірованіе.

§ 191. Порушення синтезу і розщеплення глікогену

Синтез глікогену може змінюватися в бік патологічного посилення або зниження.

Посилення розпаду глікогену відбувається при порушенні центральної нервової системи. Імпульси по симпатичних шляхах йдуть до депо глікогену (печінка, м'язи) і активують глікогеноліз і мобілізацію глікогену. Крім того, в результаті збудження центральної нервової системи підвищується функція гіпофіза, мозкового шару надниркових залоз, щитовидної залози, гормони яких стимулюють розпад глікогену.

Підвищення розпаду глікогену при одночасному збільшенні споживання м'язами глюкози відбувається при важкій м'язовій роботі.

Зниження синтезу глікогену відбувається при запальних процесах в печінці - гепатитах, в ході яких порушується її глікогенообразовательная функція.

При нестачі глікогену тканинна енергетика перемикається на жировий і білковий обміни. Освіта енергії за рахунок окислення жиру вимагає багато кисню; в іншому випадку в надлишку накопичуються кетонові тіла і настає інтоксикація. А освіта енергії за рахунок білків веде до втрати пластичного матеріалу.

Глікогеноз - порушення обміну глікогену, що супроводжується патологічним накопиченням глікогену в органах.

Крім наведених, описані більш рідкісні форми гликогенозов.

§ 192. Порушення проміжного обміну вуглеводів

При гіповітамінозі B1 порушується також і пентозофосфатний шлях обміну вуглеводів, зокрема освіту рибози.

§ 193. Гіперглікемія

  • Емоційна гіперглікемія. При різкому переважанні в корі головного мозку дратівливого процесу над гальмівним збудження іррадіює на нижележащие відділи центральної нервової системи. Потік імпульсів по симпатичних шляхах, прямуючи до печінки, посилює в ній розпад глікогену і гальмує перехід вуглеводів в жир. Одночасно збудження впливає через гіпотало-вів центри і симпатичну нервову систему на наднирники. Відбувається викид в кров великої кількості адреналіну, що стимулює глікогеноліз.
  • Гормональні гіперглікемії. Виникають при порушенні функції ендокринних залоз, гормони яких беруть участь в регуляції вуглеводного обміну. Наприклад, гіперглікемія розвивається при підвищенні продукції глюкагону - гормону α-клітин острівців Лангерганса підшлункової залози, який, активуючи фосфорилазу печінки, сприяє глікогенолізу. Подібним дією володіє адреналін. До гіперглікемії веде надлишок глюкокортикоїдів (стимулюють глюконеогенез і гальмують гексокінази) і соматотропного гормону гіпофіза (гальмує синтез глікогену, сприяє утворенню інгібітора гексокінази і активує инсулиназу печінки).
  • Гіперглікемії при деяких видах наркозу. При ефірному і морфін наркозах відбувається збудження симпатичних центрів і вихід адреналіну з надниркових залоз; при Хлороформний наркозі до цього приєднується порушення глікогенообразовательной функції печінки.
  • Гіперглікемія при недостатності інсуліну є найбільш стійкою і вираженої. Її відтворюють в експерименті шляхом видалення підшлункової залози. Однак при цьому дефіцит інсуліну поєднується з важким розладом травлення. Тому більш досконалої експериментальною моделлю інсулінової недостатності є недостатність, викликана введенням аллоксана (C4 H2 N2 O4), який блокує SH-групи. У β-клітинах острівців Лангерганса підшлункової залози, де запаси SH-груп невеликі, швидко настає їх дефіцит і інсулін стає неактивним.

    • Експериментальну недостатність інсуліну можна викликати дитизоном, блокуючим цинк в β-клітинах острівців Лангерганса, що веде до порушення утворення гранул з молекул інсуліну і його депонування. Крім того, в β-клітинах утворюється дитизонати цинку, який пошкоджує молекули інсуліну.

    Недостатність інсуліну може бути панкреатичної і внепанкреатіческім. Обидва ці виду інсулінової недостатності можуть викликати цукровий діабет (diabetes mellitus).

    § 194. Панкреатическая інсулінова недостатність

    Цей тип недостатності розвивається при руйнуванні підшлункової залози пухлинами, туберкульозним або сифилитическим процесом, при гострих запально-дегенеративних процесах в підшлунковій залозі - панкреатитах. У цих випадках порушуються всі функції підшлункової залози, в тому числі і здатність виробляти інсулін.

    Після панкреатиту в 16-18% випадків розвивається інсулінова недостатність у зв'язку з надмірною розростанням сполучної тканини, яка як би "замуровує" β-клітини, що порушує їх постачання киснем.

    До інсулінової недостатності веде місцева гіпоксія острівців Лангерганса (атеросклероз, спазм судин), де в нормі дуже інтенсивне кровообіг. При цьому дисульфідні групи в інсуліні переходять в сульфгідрильні і він стає неактивним (не робить гіпоглікемічного ефекту).

    Припускають, що причиною інсулінової недостатності може послужити освіту в організмі при порушенні пуринового обміну аллоксана, близького за структурою до сечової кислоти (уреідмезоксалевой кислоти).

    Інсулярного апарат може виснажуватися після попереднього підвищення функції, наприклад при зайвому вживанні в їжу легкозасвоюваних вуглеводів, що викликають гіперглікемію, при переїданні.

    У розвитку панкреатичної інсулінової недостатності важлива роль належить вихідної спадкової неповноцінності інсулярного апарату.

    § 195. внепанкреатіческім інсулінова недостатність

    Цей тип недостатності може розвинутися при підвищеній активності інсулінази - ферменту, що розщеплює інсулін і утворюється в печінці до початку статевого дозрівання.

    До недостатності інсуліну можуть призвести хронічні запальні процеси, при яких в кров надходить багато протеолітичних ферментів, що руйнують інсулін.

    Надлишок гідрокортизону, гальмуючого гексокінази, знижує дію інсуліну. Активність інсуліну знижується при надлишку в крові неестеріфіцірованних жирних кислот, які надають на нього безпосередній гальмівний вплив.

    Причиною недостатності інсуліну може послужити надмірно міцна його зв'язок з переносять білками в крові. Інсулін, пов'язаний з білком, не активний в печінці і м'язах, але надає зазвичай дію на жирову тканину (так званий діабет огрядних).

    Освіта в організмі антитіл проти інсуліну веде до руйнування цього гормону.

    § 196. Порушення обміну речовин при недостатності інсуліну

    При інсулінової недостатності порушуються всі види обміну речовин. Ці порушення особливо чітко виражені при цукровому діабеті.
    • Порушення вуглеводного обміну [показати]
    Вуглеводний обмін при цукровому (діабеті характеризується наступними особливостями:
    1. різко знижений синтез глюкокінази, яка при діабеті майже повністю зникає з печінки, що веде до зменшення утворення глюкозо-6-фосфату в клітинах печінки. Цей момент поряд зі зниженим синтезом глікогенсинтетазу обумовлює різке уповільнення синтезу глікогену. Відбувається збіднення печінки глікогеном. При нестачі глюкозо-6-фосфату гальмується пентозофосфатний цикл;
    2. активність глюкозо-6-фосфатази різко зростає, тому глюкозо-6-фосфат дефосфорилюється і надходить у кров у вигляді глюкози;
    3. гальмується перехід глюкози в жир;
    4. знижується проходження глюкози через клітинні мембрани, вона погано засвоюється тканинами;
    5. різко прискорюється глюконеогенез - утворення глюкози з лактату, пірувату, амінокислот жирних кислот та інших продуктів невуглеводної обміну. Прискорення глюконeогенеза при цукровому діабеті обумовлено відсутністю переважної впливу (супресії) інсуліну на ферменти, що забезпечують глюконеогенез в клітинах печінки і нирок: піруваткарбоксілази, глюкозо-6-фосфатазу та ін.

    Цукрова крива при діабеті в порівнянні з такою у здорових значно розтягнута в часі (див. Рис. 34). Значення гіперглікемії в патогенезі захворювання двояко. Вона грає адаптивну роль, так як при ній гальмується розпад глікогену і частково посилюється його синтез. При гіперглікемії глюкоза краще проникає в тканини і вони не відчувають різкого нестачі вуглеводів. Гіперглікемія має і негативне значення. При ній підвищується концентрація глюко- і мукопротеїдів, які легко випадають у сполучній тканині, сприяючи утворенню гіаліну. Тому для цукрового діабету характерне раннє ураження судин атеросклерозом. Атеросклеротичний процес захоплює коронарні судини серця (коронарна недостатність), судини нирок (гломерулонефрити) і ін.

    У літньому віці цукровий діабет може поєднуватися з гіпертонічною хворобою.

    При підвищенні вмісту цукру в крові до 1,6-2,0 г / л (160-200 мг%) і вище він починає переходити в остаточну сечу - виникає глюкозурія.

  • Порушення жирового обміну [показати]

    При дефіциті інсуліну знижено утворення жиру з вуглеводів, в жировій тканині зменшений ресинтез тригліцеридів з жирних кислот. Посилюється липолитический ефект СТГ, який в нормі пригнічувався інсуліном. При цьому підвищується вихід з жирової тканини неестеріфіцірованних жирних кислот і знижується відкладення в ній жиру. Це веде до схуднення і підвищенню вмісту в крові неестеріфіцірованних жирних кислот. Останні ресинтезіруются в тригліцериди в печінці, створюючи передумову для її ожиріння. Ожиріння печінки не відбувається, якщо в підшлунковій залозі (у клітинах епітелію дрібних проток) не порушена продукція ліпокаїну, який більшість дослідників відносить до гормонів. Липокаин стимулює дію ліпотропних харчових речовин (творог, баранина і ін.), Багатих метіоніном. Метіонін є замовником метильних груп для холіну, що входить до складу лецитину. З допомогою останнього жир виводиться з печінки. Цукровий діабет, при якому є недостатність інсуліну без порушення продукції ліпокаїну, називається острівцевих. Ожиріння печінки при ньому не відбувається.

    Якщо інсулінова недостатність поєднується з недостатньою продукцією ліпокаїну, розвивається тотальний діабет. Він супроводжується ожирінням печінки. В мітохондріях печінкових клітин починають інтенсивно утворюватися кетонові тіла.

    Кетонові тіла. До них відносяться ацетон, ацетоуксусная і β-оксимасляная кислоти. У механізмі накопичення кетонових тіл при цукровому діабеті мають значення наступні фактори:
    1. підвищений перехід жирних кислот з жирових депо в печінку і прискорене окислення їх до кетонових тіл;
    2. затримка ресинтезу жирних кислот через дефіцит никотінамідаденіндінуклеотідфосфата (НАДФ);
    3. порушення окислення кетонових тіл, обумовлене пригніченням циклу Кребса, від участі в якому в зв'язку з посиленим глюконеогенезом "відволікаються" щавелевоуксусная і альфа-кетоглютарової кислоти.

    Нормальна концентрація кетонових тіл в крові не перевищує 0,02 г / л (2,0 мг%) (по ацетону). При цукровому діабеті їх концентрація зростає у багато разів (гіперкетонемія) і вони починають надавати токсичну дію. Це дія пов'язана зі здатністю ацетону розчиняти жири. Кетонові тіла в токсичній концентрації інактивують інсулін, посилюючи явища інсулінової недостатності. Вони викликають отруєння клітин, придушення ферментів. Вони надають пригнічуючий вплив на центральну нервову систему, обумовлюючи розвиток найтяжчого стану - діабетичної коми. Для неї характерна втрата свідомості, частий пульс слабкого наповнення, зниження артеріального тиску, періодичне дихання. Діабетична кома супроводжується вираженим Негазовий ацидозом. Лужні резерви плазми крові вичерпуються, ацидоз стає некомпенсованим, pH крові падає до 7,1-7,0 і нижче.

    Кетонові тіла виводяться із сечею у вигляді натрієвих солей (кетонурія). При цьому зменшується концентрація натрію в крові, підвищується осмотичний тиск сечі, що сприяє поліурії.

    При цукровому діабеті порушується обмін холестерину. Надлишок ацетоуксусной кислоти йде на утворення холестерину - розвивається гіперхолестеринемія.

  • Порушення білкового обміну [показати]

    Синтез білка при цукровому діабеті знижується, так як:
    1. випадає або різко послаблюється стимулюючий вплив інсуліну на ферментні системи цього синтезу;
    2. знижується рівень енергетичного обміну, що забезпечує синтез білка в здоровому організмі.

    При нестачі інсуліну відбувається утворення вуглеводів з амінокислот і жиру (глюконеогенез). При цьому амінокислоти втрачають аміак, переходять в α-кетокислот, які і йдуть на утворення вуглеводів. Накопичення аміак знешкоджується за рахунок утворення сечовини, а також зв'язування його α-кетоглютарової кислотою з утворенням глутамату. Зростає споживання α-кетоглютарової кислоти, при нестачі якої знижується інтенсивність циклу Кребса. Недостатність циклу Кребса сприяє ще більшому накопиченню ацетілкоензіма А і, отже, кетонових тіл.

    У зв'язку з уповільненням тканинного дихання при діабеті зменшується утворення АТФ. При нестачі АТФ знижується здатність печінки синтезувати білки.

    В результаті порушення білкового обміну при діабеті придушуються пластичні процеси, знижується вироблення антитіл, погіршується загоєння ран, знижується стійкість організму до інфекцій.

    § 197. Гипогликемия

    Гіпоглікемія - зниження рівня цукру крові нижче нормального. Наростання вмісту цукру в крові після цукрового навантаження дуже невелика (див. Рис. 34). Гіпоглікемія виникає при недостатньому надходженні цукру в кров, прискореному виведенні його з крові або в результаті комбінації цих факторів.

    Причини гіпоглікемії дуже різноманітні. До них відносяться:
    1. підвищена продукція інсуліну при гіперфункції острівковогоапарату підшлункової залози (наприклад, при деяких її пухлинах);
    2. недостатня продукція гормонів, що сприяють катаболізму вуглеводів: тироксину, адреналіну, глюкокортикоїдів (бронзова хвороба) і ін .;
    3. недостатнє розщеплення глікогену при глікогенозах;
    4. мобілізація великої кількості глікогену з печінки, не заповнює алиментарно (важка м'язова робота);
    5. ураження клітин печінки;
    6. вуглеводне голодування (аліментарна гіпоглікемія);
    7. порушення всмоктування вуглеводів в кишечнику;
    8. введення великих доз інсуліну з лікувальною метою (передозування його при лікуванні діабету, інсуліновий шок в психіатричній практиці);
    9. так званий нирковий діабет, що виникає при отруєнні флоридзин, монойодацетатом, які блокують гексокінази. У нирках порушується фосфорилювання глюкози, що не реабсорбується в канальцях, а переходить в остаточну сечу (глюкозурія). Розвивається гіпоглікемія.

    До недоліку глюкози особливо чутлива центральна нервова система, єдиним джерелом енергії для якої є глюкоза і клітини якої не мають запасів глікогену. Споживання мозком кисню різко знижується. При тривалих і часто повторюваних гіпоглікемії в нервових клітинах відбуваються незворотні зміни. Спочатку порушуються функції кори головного мозку, а потім і середнього мозку.

    Компенсаторно посилюється інкреція гормонів, що сприяють підвищенню рівня глюкози в крові - глюкокортикоїдів, глюкагону, адреналіну.

    При рівні цукру в крові 0,8-0,5 г / л (80-50 мг%) розвиваються тахікардія, пов'язана з компенсаторною гиперпродукцией адреналіну, відчуття голоду (збудження Вентра-латеральних ядер гіпоталамуса низьким рівнем глюкози крові), а також обумовлена ​​поразкою центральної нервової системи слабкість, дратівливість, підвищена збудливість.

    При падінні цукру нижче 0,5 г / л (50 мг%) різко порушується діяльність центральної нервової системи. Виникають судоми. Може розвинутися коматозний стан.

    Набагато рідше в порівнянні з порушеннями обміну глюкози зустрічаються порушення обміну інших видів вуглеводів. До цих порушень відносяться: пентозурія (виділення з сечею пентоз), фруктозурия (виділення з сечею фруктози), галактозурія (виділення з сечею галактози) і ін.

    Схожі статті