Підшлункова залоза одна із основних органів травної системи організму. Складається вона з ендокринної та екзокринної частин, які утворюються з ентодерми первинної кишки, беручи участь як у зовнішній, так і у внутрішній секреції.
Збій у роботі підшлункової залози призводить до таких захворювань, як гострий або хронічний панкреатит, жировий некроз, атрофія, пухлини різної етіології, склероз.
Основні функції екзокринної та ендокринної частини підшлункової залози
Будь-яка залоза, зокрема і підшлункова, виробляє гормони, які є біологічно активні сполуки, мають суворо вибіркове і специфічне напрям, впливає підвищення, чи зниження рівня функціонування організму.
Регулювання ведення гормону кров відбувається за принципом негативної зворотної реакції, тобто. збільшений рівень гормонів у крові призводить до припинення їх відтворення.
Майже 98% всього тіла залози посідає екзокринну частину, у якій виділяється панкреатичний сік, що містить ферменти, що у розчиненні жирів, вуглеводів і білків. Потрапляючи в дванадцятипалу кишку, такий травний сік допомагає повноцінній роботі травлення.
В ендокринній частині залози утворюються гормони, які, крім регулювання метаболічного процесу, беруть активну участь в обміні вуглеводів.
Ці гормони мають багато загальних характеристик, оскільки, за своєю природою вони обидва білки, обидва розвиваються в підшлунковій залозі, обидва впливають на обмінний процес глюкози, білків і жирів.
Гормони підшлункової залози
Виконуючи різноманітні завдання, підшлункова залоза виробляє два гормони - гормон інсулін і гормон глюкагон, які, володіючи загальними ознаками, протилежні за своєю спрямованістю на обмін вуглеводів.
Інсулін, що синтезується бета - клітинами, зменшує насиченість рівня глюкози в крові, чим сприяє перетворенню глюкози в глікоген для тканин печінки та м'язів. Уповільнюючи розкладання білків, перетворюючи їх у глюкозу, інсулін. Таким чином, контролює жировий обмін методом перетворення жирних кислот із продуктів обміну вуглеводів.
Глюкагон, що синтезується альфа - клітинами, будучи антагоністом інсуліну з регулювання обміну вуглеводів, навпаки має ефект підвищення кількості глюкози в крові, чим посилює продукцію інсуліну.
Процес розпаду жирових та білкових сполук, при якому відбувається утворення глюкози у клітинах крові, називається гліконеогенезом.
Діяльність інсуліну спрямована на гальмування гліконеогенезу, сприяючи при цьому підвищенню кількості жирів та білків в організмі.
Навіщо важливий обмін вуглеводів
В організм вуглеводи потрапляють, як правило, з рослинною їжею, значно меншій кількості з їжею тваринного походження.
Крім цього, вуглеводи утворюються в організмі внаслідок розпаду жирів та амінокислот. Незважаючи на їх важливість для організму, їхня кількість становить близько 2 %, що набагато менше, ніж кількість білків, жирів.
У випадку, якщо енергії, що надходить з їжею, більше, ніж потрібно для енергетичної витрати організму, частково ця енергія відкладається в жировий запас тканини, через що людина і гладшає. І навпаки, якщо енергії надходить менше, ніж необхідно, організм бере недоотриману енергію із запасів, витрачаючи цього вуглеводи, і коли їх обсяг сягає можливого мінімуму, починається позапланове розщеплення жирів, тобто. що менше людина приймає їжі, то менше вона витрачає енергії, і худне.
Обмін вуглеводів - це процес, при якому різні види сахаридів та похідні від них утворюються в енергію, забезпечуючи організм людини, та регулюють її життєдіяльність.
Основна частина такої енергії, необхідна для інтелектуальної та фізичної діяльності, утворюється саме з цукрів, що надходять. Крім того, без вуглеводів неможливе і побудова клітинних структур, живлення клітин та підтримки їхнього тонусу.
Порушення в роботі обміну вуглеводів, через надлишок або нестачу цукру в крові, призводять до проблем зі здоров'ям.
При порушенні обміну вуглеводів виникають такі захворювання, як:
- цукровий діабет, тобто. нестача інсуліну. У цьому органи та системи організму недоотримують своєї діяльності необхідну енергію, отже, що неспроможні повноцінно виконувати свої функції. Для цього захворювання характерно різке схуднення, постійна втома, голод, постійне відчуття спраги, часті походи в туалет. Крім того, у людини різко погіршується зір, відбувається повільне загоєння ран, постійно відчувається оніміння кінцівок.
- гіпоглікемія, тобто. різке зниження рівня глюкози у крові. Для даного випадку характерна наявність постійного запаморочення, погіршення зору, виникає підвищене почуття голоду, підвищується пітливість, з'являється блідість шкірних покривів, відбувається порушення нервової системи, що у свою чергу проявляється сплутаністю свідомості, підвищеною нервозністю, частою мігренню та ознобом, розсіяними увагою, порушенням . При значному зниженні рівня глюкози в крові можливий навіть настання коми.
- гіперглікемія, тобто. різке підвищення рівня глюкози у крові.
Інсулін, як гормон, що регулює вуглеводний обмін
Гормон підшлункової залози інсулін, що виробляється в організмі людини, максимально до 25 років, і після його надходження в організм виникає гіперглікемія.
Найбільше від інсуліну залежить забезпечення глюкозою м'язової та жирової тканин, тому вони вважаються інсулінозалежними. На ці тканини покладено найважливіші функції в організмі, як забезпечення кровообігу рухової системи, органів дихання та інших, а досягається це, завдяки запасу енергії, отриманої з їжі. Саме з цієї причини важливим є повноцінне і правильне регулювання вуглеводного обміну.
Важко недооцінити значення інсуліну для вуглеводного обміну. Цей гормон грає одну з головних ролей і бере участь у більш ніж двадцяти реакціях організму, оскільки без вуглеводного обміну глюкоза, будучи головним джерелом енергії організму, не зможе проникнути в клітину, внаслідок чого у клітини виникає енергетичний голод. При цьому надлишок глюкози, накопичуючись у крові, негативно впливає на всі органи та тканини організму.
Відсутність достатнього надходження інсуліну, що призводить до зниження можливості клітин засвоювати вуглеводи, через що виникає цукровий діабет.
У хворих на цукровий діабет, через збій в організмі, порушуються вже всі види обміну. Тому їх основним завданням є підтримання необхідного рівня цукру в крові.
Природним ускладненням діабету, є ураження як дрібних, і великих судин, що у своє чергу є причиною розвитку атеросклерозу та інших судинних захворювань, цим діабет збільшує хворих із серцево-судинними хворобами.
На сьогоднішній день вченими повністю вивчена структура гормону інсуліну, що допомогло синтезувати його штучним способом, завдяки чому він став ефективним засобом для лікування діабету і дозволяє хворим вести відносно комфортний спосіб життя.
Гормон інсулін став першим білковим гормоном, синтезованим штучним способом.
Гормональне регулювання та патології вуглеводного обміну
Надлишок глюкози в крові, що виникає зазвичай після їди, стимулює синтез гормону підшлункової залози. інсуліна, який включає утворення осмотично інертного глікогену в печінці та м'язах. Глікоген – це полімерна глюкоза, аналог крохмалю рослин. Глікоген, своєю чергою, розщеплюється до глюкози під впливом гормону глюкагону, секреція якого клітинами підшлункової залози дуже швидко починається зі зниження рівня глюкози у крові. Якщо резерви глікогену вичерпані, відбувається стимуляція складних біохімічних систем освіти глюкози з амінокислот, причому кожна з амінокислот вимагає індивідуального циклу реакцій. У нормі цей процес відбувається постійно, у зв'язку із самооновленням білків. При збалансованому харчуванні амінокислоти харчових білків забезпечують близько 10% енергетичних потреб організму. Синдроми, що призводять до порушення балансу глюкози в крові, діабет 1-го типу та діабет 2-го типу, є в економічно розвинених країнах найпоширенішими хронічними захворюваннями. За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ), у 2000 р. діабет був діагностований у 171 млн осіб, причому з усіх країн світу максимальний рівень захворюваності на діабет спостерігався в США – 17,7 млн випадків. У Росії діабет був діагностований у 4,5 млн осіб. Серед азіатських країн Індія (31,7 млн. хворих на діабет) значно обганяла Китай (20,7 млн.). На всьому африканському континенті, за даними ВООЗ, діабет виявлявся у 7 млн людей.
Діабет-1, частку якого в даний час припадає близько 8% захворювань вуглеводного обміну, - це генетична аномалія, що проявляється вже в дитячому віці. У цьому випадку зруйновані клітини підшлункової залози, які утворюють інсулін, і організм втрачає здатність до регулювання рівня глюкози в крові та переведення надлишкової глюкози в глікоген. Відсутність глікогенового резерву глюкози в печінці робить концентрацію глюкози в крові дуже нестійкою, і більшість хворих на діабет помирали в минулому, не
Цей текст є ознайомлювальним фрагментом.З книги Пропедевтика дитячих хвороб автора О. В. Осипова З книги Пропедевтика дитячих хвороб: конспект лекцій автора О. В. Осипова автора Михайло Борисович Інгерлейб Із книги Аналізи. Повний довідник автора Михайло Борисович Інгерлейб Із книги Аналізи. Повний довідник автора Михайло Борисович Інгерлейб Із книги Аналізи. Повний довідник автора Михайло Борисович Інгерлейб З книги Про що говорять аналізи. Секрети медичних показників – для пацієнтів автора Євген Олександрович Гринь автора Юлія Сергіївна Попова Як перестати хропіти і дати спати іншим автора Юлія Сергіївна Попова автора Михайло Борисович Інгерлейб З книги Повний довідник аналізів та досліджень у медицині автора Михайло Борисович Інгерлейб З книги Повний довідник аналізів та досліджень у медицині автора Михайло Борисович Інгерлейб З книги Повний довідник аналізів та досліджень у медицині автора Михайло Борисович Інгерлейб З книги Цукровий діабет. Нове розуміння автора Марк Якович Жолондз З книги Діабет. Попередження, діагностика та лікування традиційними та нетрадиційними методами автора Віолетта Романівна Хамідова З книги Вчимося розуміти свої аналізи автора Олена В. ПогосянДайте визначення поняття стрес, перерахуйте фази стресу.
Поясніть, чому стрес називається «загальним адаптаційним синдромом»
Назвіть стрес-реалізуючі гормональні системи.
Перерахуйте найважливіші гормони, що у розвитку загального адаптаційного синдрому.
Перерахуйте основні ефекти гормонів, що забезпечують короткочасну адаптацію, поясніть механізм.
Поясніть поняття «системний структурний слід адаптації», яка його фізіологічна роль?
Ефекти якого гормону забезпечують довготривалу адаптацію, які механізми цього гормону?
Перелічіть гормони кори надниркових залоз.
Вкажіть, у чому полягає вплив глюкокортикоїдів
на білковий обмін
на жировий обмін
на вуглеводний обмін
Гормони в регуляції основних параметрів гомеостазу
Коли ми говоримо про регулювання всіх видів обміну, ми трохи лукавимо. Справа в тому, що надлишок жирів призведе до порушення їх обміну та утворення, наприклад, атеросклеротичних бляшок, а недолік до порушення синтезу гормонів лише через тривалий час. Це саме стосується і порушень білкового обміну. Лише рівень глюкози в крові є тим гомеостатичним параметром, зниження рівня якого призведе до гіпоглікемічної коми за кілька хвилин. Це станеться насамперед тому, що нейрони не отримають глюкозу. Тому, говорячи про обмін речовин, насамперед звернемо увагу на гормональну регуляцію рівня глюкози в крові, а паралельно зупинимося на ролі цих же гормонів у регуляції жирового та білкового обміну.
Регулювання вуглеводного обміну
Глюкоза поряд з жирами та білками є джерелом енергії в організмі. Запаси енергії у організмі як глікогену (вуглеводи) невеликі проти запасом енергії, представленої як жирів. Так, кількість глікогену в організмі людини вагою 70 кг становить 480 г (400 г – глікоген м'язів та 80 г – глікоген печінки), що еквівалентно 1920 ккал (320 ккал-глікоген печінки та 1600 – глікоген м'язів). Кількість циркулюючої глюкози у крові становить лише 20 г (80 ккал). Глюкоза, що міститься в цих двох депо, є основним і майже єдиним джерелом живлення інсуліннезалежних тканин. Так, мозок масою 1400 р при інтенсивності кровопостачання 60 мл/100 р на хвилину споживає 80 мг/хв глюкози, тобто. близько 115 г за 24 години. Печінка здатна генерувати глюкозу зі швидкістю 130 мг/хв. Таким чином, більше 60% глюкози, що утворюється в печінці, йде на забезпечення нормальної активності центральної нервової системи, причому ця кількість залишається незмінною не тільки при гіперглікемії, але навіть при діабетичній комі. Споживання глюкози ЦНС зменшується лише після того, як її рівень у крові стає нижчим за 1,65 ммоль/л (30 мг%). У синтезі однієї молекули глікогену беруть участь від 2000 до 20 000 глюкози молекул. Утворення глікогену з глюкози починається з процесу фосфорилювання її за допомогою ферментів глюкокінази (у печінці) та гексокінази (в інших тканинах) з утворенням глюкозо-6-фосфату (Г-6-Ф). Кількість глюкози в крові, що відтікає від печінки, залежить в основному від двох взаємопов'язаних процесів: гліколізу та глюконеогенезу, які у свою чергу регулюються ключовими ферментами фосфофруктокіназою та фруктозо-1,6-бісфосфатазою відповідно. Активність цих ферментів регулюється гормонами.
Регуляція концентрації глюкози у крові відбувається двома шляхами: 1) регуляція за принципом відхилення параметра нормальних значень. Нормальна концентрація глюкози у крові становить 3.6 – 6.9 ммоль/л. Регуляція концентрації глюкози в крові в залежності від її концентрації здійснюється двома гормонами з протилежними ефектами – інсуліном та глюкагоном; 2) регуляція за принципом обурення - ця регуляція не залежить від концентрації глюкози в крові, а здійснюється відповідно до необхідності збільшення рівня глюкози в крові в різних, як правило, ситуаціях, що стресують. Гормони, що збільшують рівень глюкози у крові, тому називаються контрінсулярними. До них відносяться: глюкагон, адреналін, норадреналін, кортизол, тиреоїдні гормони, соматотропін, оскільки єдиний гормон, що знижує рівень глюкози в крові – інсулін (рисунок 18).
Основне місце у гормональній регуляції гомеостазу глюкози в організмі відводиться інсуліну.Під впливом інсуліну активуються ферменти фосфорилювання глюкози, що каталізують утворення Г-6-Ф. Інсулін також підвищує проникність клітинної мембрани для глюкози, що посилює її утилізацію. При збільшенні концентрації Г-6-Ф у клітинах підвищується активність процесів, для яких він є вихідним продуктом (гексозомонофосфатний цикл та анаеробний гліколіз). Інсулін збільшує частку участі глюкози у процесах утворення енергії за незмінного загального рівня енергопродукції. Активація інсуліном глікогенсинтетази та глікогенгілкаючого ферменту сприяє збільшенню синтезу глікогену. Поряд з цим інсулін інгібує вплив на глюкозо-6-фосфатазу печінки і гальмує, таким чином, вихід вільної глюкози в кров. Крім того, інсулін пригнічує активність ферментів, що забезпечують глюконеогенез, за рахунок чого гальмується утворення глюкози з амінокислот.
ІНСУЛІН- гормон синтезується клітинами острівців Лангерганса підшлункової залози. Основний стимул для секреції – підвищення рівня глюкози у крові. Гіперглікемія сприяє збільшенню вироблення інсуліну, гіпоглікемія зменшує утворення та надходження гормону в кров. Крім того, секреція інсуліну посилюється під впливом. ацетилхоліну (парасимпатична стимуляція), норадреналіну через -адренорецептори, а через -адренорецептори норадреналін гальмує секрецію інсуліну. Деякі гормони шлунково-кишкового тракту, такі як шлунковий пептид, що інгібує, холецистокінін, секретин, збільшують вихід інсуліну. Основний ефект гормону – зниження рівня глюкози у крові.
Під впливом інсуліну відбувається зменшення концентрації глюкози у плазмі (гіпоглікемія). Це пов'язано з тим, що інсулін сприяє перетворенню глюкози на глікоген у печінці та м'язах (глікогенез). Він активує ферменти, що беруть участь у перетворенні глюкози в глікоген печінки, та інгібує ферменти, що розщеплюють глікоген.
24691 0
Якщо інтегральним показником рівня вуглеводного обміну тваринному організмі є концентрація глюкози у крові, то аналогічним показником інтенсивності жирового обміну служить концентрація НЭЖК. У стані спокою вона становить середньому 500-600 мкмоль/100 мл плазми. Цей параметр залежить від співвідношення швидкостей ліполізу та ліпосинтезу в жировій тканині та печінці, з одного боку, та споживання вільних жирних кислот як джерело енергії у м'язах та інших тканинах – з іншого.
Вуглеводи утилізуються та мобілізуються в організмі легше та рівномірніше, ніж тригліцериди. Тому рівень глюкози в крові більш стабільний, ніж концентрація НЕЖК. Якщо концентрація глюкози в крові коливається ± 30%, то концентрація вільних жирних кислот у деяких ситуаціях (голодування, інтенсивне м'язове навантаження, сильний стрес) може зростати до 500% (Ньюсхолм, Старт, 1973).
Таке значне підвищення рівня НЕЖК у крові пояснюється тим, що швидкості реакцій ліполізу різко перевищують швидкість реакцій утилізації НЕЖК. І хоча НЕЖК утилізуються в деяких тканинах повільніше, ніж глюкоза або інші моносахариди, вони цілком доступні для окислення в фукціонуючих тканинах і є тому в ряді фізіологічних ситуацій найважливішими і навіть першорядними енергетичними джерелами для багатьох типів клітин, зокрема скелетних м'язів, при нестачі глюкози.
У міокарді НЕЖК — головні паливні продукти за будь-яких умов. На відміну від моносахаридів швидкість споживання жирних кислот у всіх тканинах залежить від їхньої концентрації в крові і не залежить від проникності до них клітинних мембран (Ітон, Стейнберг, 1961).
Регуляторами ліполізу та ліпосинтезу служать в основному ті ж гормони, які беруть участь і в регуляції вуглеводного обміну. При цьому гормони, що стимулюють гіперглікемію, є гіперліпацидемічними, у той час як інсулін, що володіє гіпоглікемічною дією, запобігає розвитку гіперліпацидемії. Крім того, у регуляції жирового обміну у хребетних деяку участь беруть АКТГ, ліпотропін та МСГ, які мають гіперліпацидемічну дію (рис. 99).
Мал. 99. Мультигормональна регуляція ліполізу та ліпосинтезу:
Інсулін – єдиний гормональний стимулятор ліпогенезу та інгібітор ліполізу. Стимуляція ліпосинтезу гормоном у жировій тканині, а також у печінці відбувається за рахунок посилення поглинання та утилізації глюкози (див. вище). Гальмування ж ліполізу відбувається, мабуть, внаслідок активації інсуліном фосфодіестерази цАМФ, зниження концентрації циклічного нуклеотиду, зниження швидкості фосфорилювання малоактивної ліпази та зменшення концентрації активної форми ферменту - ліпази а (Корбін та ін., 1970). Крім цього, пригнічення ліполізу в жировій тканині під дією інсуліну здійснюється внаслідок гальмування гідролізу тригліцеридів продуктами посиленого гормоном гліколізу.
Глюкагон, адреналін, СТГ (у плодів також ХСМ), глюкокортикоїди, АКТГ та споріднені йому гормони – стимулятори ліполізу у жировій тканині та печінці. Глюкагон і адреналін реалізують свої гіперліпацидемічні ефекти за допомогою активації аденілатциклази та посилення утворення цАМФ, який підвищує за допомогою цАМФ-залежної ПК, перетворення ліпази на активовану ліпазу а (Роюїзон та ін., 1971). Мабуть, аналогічним чином діють на ліполіз АКТГ, ліпотропін і МСГ, СТГ (або його ліполітичний фрагмент) та глюкокортикоїди, а також ХСМ посилюють ліполіз, ймовірно, стимулюючи синтез білків-ферментів на рівні транскритщі та трансляції (Фейн, 97).
Латентний період підвищення рівня НЕЖК у крові під впливом глюкагону та адреналіну становить 10-20 хв, під впливом же СТГ та кортикостероїдів – 1 год або більше. Слід нагадати, що АКТГ має складний ефект на ліпідний обмін. Він діє на жирову тканину безпосередньо і через стимуляцію продукції глюкокортикоїдів корою надниркових залоз, будучи, крім того, прогормоном а-МСГ і срактора, що стимулює секрецію інсуліну (Белофф-Чейн та ін, 1976). Ліполітичним ефектом мають також Тз і Т4.
Гормональна стимуляція ліполізу в адипозній тканині та печінці в умовах голодування або стресу та подальша гіперліпацидемія призводять не тільки до підвищення окислення НЕЖК, але й до гальмування утилізації вуглеводів у м'язах та, можливо, інших тканинах. Тим самим глюкоза «зберігається» для мозку, який переважно утилізує вуглеводи, а не жирні кислоти. Крім того, значна стимуляція ліполізу в жировій тканині гормонами підвищує утворення кетонових тіл із жирних кислот у печінці. Останні і передусім ацетооцтова і оксимасляна кислоти можуть бути субстратами дихання у мозку (Хокінс та інших., 1971).
Іншим інтегральним показником ліпідного обміну є ліпопротеїди (ЛП) різної щільності, що транспортують холестерин та інші ліпіди від печінки до інших тканин і навпаки (Браун, Голдстейн, 1977-1985). ЛП низької щільності - атерогенні (що викликають атеросклероз), ЛП високої щільності - антиатерогенні. Біосинтез холестерину в печінці та метаболізм різних ЛП регулюються Тз, глюкокортикоїдами та статевими гормонами. При цьому Т3 та естрогени запобігають розвитку атеросклерозу судин.
Адаптивна роль гормонів, що регулюють проміжний метаболізм, та короткі відомості про його ендокринну патологію.
Рівень секреції комплексу гормонів, що регулюють вуглеводний та жировий метаболізм, залежить від потреб організму в енергетичних ресурсах. При голодуванні, м'язовому та нервовому навантаженні, а також інших формах стресу, коли зростає потреба у використанні вуглеводів та жирів, у здоровому організмі відбувається підвищення швидкості секреції тих гормонів, які підвищують мобілізацію та перерозподіл запасних форм поживних речовин та зумовлюють гіперглікемію та гіперліпацидемію (рис. 1). 100).
Одночасно у своїй гальмується секреція інсуліну (Хусей, 1963; Фоа, 1964, 1972). І, навпаки, прийом пиші стимулює переважно секрецію інсуліну, який сприяє синтезу глікогену в печінці та м'язах, тригліцеридів у адипозній тканині та печінці, а також білка у різних тканинах.
Рис 100. Участь гормонів у регуляції та саморегуляції проміжного вуглеводного та ліпідного обміну:
суцільними стрілками позначено стимуляцію, переривчастими — гальмування
Сигналами, що стимулюють секрецію інсуліну, є збільшення концентрацій глюкози, жирних кислот і амінокислот, що всмоктуються в кров, а також посилення секреції гормонів шлунково-кишкового тракту — секретину та панкреозіміну. У цьому секреція гормонів «мобілізації» гальмується. Однак СТГ, присутні навіть у невеликих концентраціях у крові на стадіях прийому їжі, сприяє надходженню глюкози та амінокислот у м'язову та жирову тканини, а адреналін – у м'язову тканину. У той же час невисокі концентрації інсуліну при голодуванні та стресі, стимулюючи входження глюкози в м'язи, полегшують цим ефекти гіперглікемічних гормонів на м'язову тканину.
Одним з головних сигналів, що модулюють секрецію інсуліну, глюкагону, адреналіну та інших гормонів, що беруть участь в адаптивній саморегуляції проміжного обміну вуглеводів, є, як зазначалося, рівень глюкози в крові.
Підвищення концентрації глюкози в крові стимулює механізмом зворотного зв'язку секрецію інсуліну і гальмує секрецію глюкагону та інших гіперглікемічних гормонів (Фоа, 1964, 1972; Рэндл, Хейлс, 1972). Показано, що ефекти глюкози на секреторну активність а- та /5-літок підшлункової залози, а також хромафінних клітин є значною мірою результатом прямої взаємодії гексоз зі специфічними рецепторами мембран залізистих клітин.
Разом про те ефекти глюкози на секрецію інших гормонів реалізуються лише на рівні гіпоталамуса чи/і вищележачих відділів мозку. Аналогічно глюкозі на підшлункову залозу та мозковий шар надниркових залоз, але не на головний мозок, мабуть, можуть діяти і жирні кислоти, забезпечуючи саморегуляцію жирового обміну. Поряд з факторами саморегуляції секреції вищевказаних гормонів на останню можуть впливати багато внутрішніх і зовнішніх стресорних агентів.
З глибокими порушеннями вуглеводного та жирового обміну у людини пов'язана найважча ендокринна хвороба – цукровий діабет. Одним із закономірних ускладнень діабету є ураження дрібних та великих судин, що створює передумови у хворих до розвитку атеросклерозу та інших судинних порушень. Таким чином, діабет сприяє поповненню числа осіб, які страждають на серцево-судинні захворювання.
Передбачали, що розвиток цукрового діабету первинно пов'язаний з абсолютною недостатністю інсуліну. В даний час вважають, що в основі патогенезу діабету лежить поєднане порушення регулюючої дії інсуліну і, можливо, ряду інших гормонів на тканині, внаслідок чого в організмі виникає абсолютна або відносна недостатність інсуліну, що поєднується з абсолютним або відносним надлишком глюкагону або інших «діабетогенних» гормонів (Унтер, 1975).
Дисбаланс дії гормонів призводить відповідно до розвитку стійкої гіперглікемії (концентрація цукру в крові вище 130 мг%), глюкозурії та поліурії. Останні два симптоми і дали назву захворюванню - цукровий сечовиснаження, або цукровий діабет. В умовах вуглеводного навантаження (тест толерантності до глюкози) глікемічна крива у хворих змінена: після прийому 50 г глюкози внутрішньо гіперглікемія у хворих порівняно з нормою розтягнута в часі і досягає великих величин.
Поряд з порушенням утилізації та депонування вуглеводів при діабеті виникають відповідні розлади жирового обміну: посилення ліполізу, гальмування ліпогенезу, збільшення вмісту НЕЖК у крові, підвищення окислення їх у печінці, накопичення кетонових тіл. Підвищена освіта кетонових тіл (кетоз) призводить до зниження рН крові - ацидозу, який відіграє істотну роль у розвитку захворювання (Ренолд та ін., 1961).
Кетоацидозу належить, ймовірно, чільне місце у розвитку уражень судин (мікро- та макроангіопатій). Крім того, кетоацидоз лежить в основі одного з найважчих ускладнень діабету – діабетичної коми. При дуже високому вмісті цукру в крові (800-1200 мг%) може розвинутись інший коматозний стан. Воно виникає внаслідок значної втрати із сечею води та підвищення осмотичного тиску крові при збереженні нормального її рН (гіперосмолярна кома).
В результаті тривалих н різноманітних порушень вуглеводного, жирового та білкового обмінів, що супроводжуються порушеннями водно-сольового балансу, у хворих розвиваються різноманітні мікро-і макроангіопатій, що викликають захворювання сітківки (ретинопатія), нирок (нефропатія), нервової системи (нейропатія), трофічні виразки. шкіра, загальний атеросклероз, психічні розлади.
Встановлено, що цукровий діабет – поліпатогенетичне захворювання. Воно вихідно може бути обумовлено: первинною недостатністю секреції інсуліну та гіперсекрецією діабетогенних гормонів (інсулінчутливі, або ювенільні, форми діабету); різко зниженою чутливістю тканин-мішеней до інсуліну (інсулінрезистентні форми, або діабет літніх, опасистих). У патогенезі першої форми хвороби, що становить 15-20% хворих на діабет, певну роль можуть грати спадковий фактор та утворення аутоантитіл до білків острівкового апарату. У розвитку другої форми захворювання (понад 80% осіб, які страждають на діабет) істотне значення має надлишковий прийом вуглеводної їжі, ожиріння, нерухомий спосіб життя.
Для компенсації цукрового діабету застосовують як замісну терапію різні препарати інсуліну; маловуглеводну (іноді маложирову) дієту та цукрознижувальні синтетичні препарати — сульфанілсечовинні та бігуанідні. Відповідно, інсулін ефективний лише при інсулінчутливих формах захворювання. Крім того, ведуться спроби створення «штучної підшлункової залози» — компактного електронно-механічного апарату, зарядженого інсуліном та глюкагоном, який при з'єднанні з кровоносним руслом може запроваджувати гормони залежно від концентрації глюкози до крові.
Симптоми цукрового діабету можуть виникати і при інших захворюваннях, первинно не пов'язаних з ендокринними функціями підшлункової залози або дією інсуліну і глюкагону (різні форми гіперкортицизму, акромегалія).
В.Б. Розен
Регуляція вуглеводного обміну здійснюється на всіх його етапах нервовою системою та гормонами. Крім цього, активність ферментівокремий шляхів метаболізму вуглеводів регулюється за принципом «зворотного зв'язку», в основі якого лежить алостеричний механізм взаємодії ферменту з ефектором. Регуляція вуглеводного обміну здійснюється на всіх його етапах нервовою системою та гормонами. Крім цього, активність ферментівокремий шляхів метаболізму вуглеводів регулюється за принципом «зворотного зв'язку», в основі якого лежить алостеричний механізм взаємодії ферменту з ефектором. До алостеричних ефекторів можна віднести кінцеві продукти реакції, субстрати, деякі метаболіти, аденілові мононуклеотиди. Найважливішу роль у спрямованостівуглеводного обміну (синтез або розпад вуглеводів) відіграє співвідношення коферментів НАД+/НАДН∙Н+ та енергетичний потенціал клітини.
Постійність рівня глюкози у крові – найважливіша умова підтримки нормальної життєдіяльності організму. Нормоглікемія є результатом злагодженої роботи нервової системи, гормонів та печінки.
Печінка– єдиний орган, депонуючий глюкозу (як глікогену) потреб всього організму. Завдяки активній фосфатазі глюкозо-6-фосфату гепатоцити здатні утворювати вільнуглюкозу, яка, на відміну її фосфорильованихформ, що може проникати через мембрану клітин у загальне коло кровообігу.
З гормонів видатну роль грає інсулін. Інсулін робить свою дію тільки на інсулінзалежні тканини, насамперед, на м'язову та жирову. Мозок, лімфатична тканина, еритроцити відносяться до інсуліннезалежних. На відміну від інших органів, дія інсуліну не пов'язана із рецепторними механізмами його впливу на метаболізм гепатоцитів. Хоча глюкоза вільно проникає в печінкові клітини, але це можливо лише за умови підвищеної концентрації в крові. При гіпоглікемії, навпаки, печінка віддає глюкозу в кров (навіть попри високий рівень інсуліну у сироватці).
Найбільш суттєвою дією інсуліну на організм є зниження нормального або підвищеного рівня глюкози в крові - аж до розвитку гіпоглікемічного шоку при введенні високих доз інсуліну. Рівень глюкози у крові знижується в результаті: 1. Прискорення надходження глюкози до клітин. 2. Підвищення використання глюкози клітинами.
Інсулін прискорює надходження моносахаридів до інсулінзалежних тканин, особливо глюкози (а також цукрів схожої конфігурації в положенні С 1 -С 3), але не фруктози. Зв'язування інсуліну зі своїм рецептором на плазматичній мембрані призводить до переміщення запасних білків-переносників глюкози ( глют 4) з внутрішньоклітинних депо та включення їх у мембрану.
Інсулін активує використання клітинами глюкози шляхом:
активування та індукції синтезу ключових ферментів гліколізу (глюкокінази, фосфофруктокінази, піруваткінази).
Збільшення включення глюкози в пентозофосфатний шлях (активування дегідрогеназ глюкозо-6-фосфату та 6-фосфоглюконату).
Підвищення синтезу глікогену за рахунок стимуляції утворення глюкозо-6-фосфату та активування глікогенсинтази (одночасно інсулін інгібує глікогенфосфорилазу).
Гальмування активності ключових ферментів глюконеогенезу (піруваткарбоксилази, фосфоєнол-ПВК-карбоксикінази, біфосфатази, глюкозо-6-фосфатази) та реп-ресії їх синтезу (вставлено факт репресії гена фосфоєнолПВКкарбоксикінази).
Інші гормони, як правило, сприяють збільшенню вмісту глюкози у крові.
Глюкагоні а дреналінпризводять до зростання глікемії шляхом активації глікогенолізу в печінці (активування глікогенфосфорилази), проте на відміну від адреналіну глюкагон не впливає на глікогенфосфорилазу. м'язів. Крім того, глюкагон активує глюконеогенез у печінці, наслідком чого також є збільшення концентрації глюкози у крові.
Глюкокортикоїдисприяють підвищенню рівня глюкози в крові за рахунок стимуляції глюконеогенезу (прискорюючи катаболізм білків у м'язовій та лімфоїдній тканинах, ці гормони збільшують вміст у крові амінокислот, які, надходячи до печінки, стають субстратами глюконеогенезу). Крім того, глюкокортикоїди перешкоджають утилізації глюкози клітинами організму.
Гормон ростувикликає збільшення глікемії опосередковано: стимулюючи розпад ліпідів, він призводить до збільшення рівня жирних кислот у крові та клітинах, знижуючи тим самим потребу останніх у глюкозі ( жирні кислоти – інгібітори використання глюкози клітинами).
Тироксин,особливо виробляється у надмірних кількостях при гіперфункції щитовидної залози, також сприяє підвищенню рівня глюкози в крові (за рахунок збільшення глікогенолізу).
При нормальному рівні глюкозиу крові нирки повністю її реабсорбують і цукор у сечі не визначається. Однак, якщо глікемія перевищує 9-10 ммоль/л ( нирковий поріг ), то з'являється глюкозурія . При деяких ураженнях нирок глюкоза може виявлятися у сечі та при нормоглікемії.
Перевірка здатності організму регулювати вміст глюкози в крові ( толерантність до глюкози ) використовується для діагностики цукрового діабету при постановці перорального глюкозо-толерантного тесту:
Перша проба крові береться натще після нічного голодування. Потім хворому протягом 5 хв. дають випити розчин глюкози (75г глюкози, розчиненої 300 мл води). Після цього кожні 30 хв. протягом 2-х годин визначають вміст глюкози у крові
Мал. 10 " Цукрова крива " в нормі та при патології
Міністерство охорони здоров'я Республіки Білорусь
Заклад освіти
"Гомельський державний медичний університет"
Кафедра біологічної хімії
Обговорено на засіданні кафедри (МК чи ЦУНМС)____________________
Протокол № _______
З біологічної хімії
для студентів 2-го курсу лікувального факультету
Тема: Вуглеводи 4. Патологія вуглеводного обміну
Час__90 хв___________________
Навчальна мета:
1.Сформувати уявлення про молекулярні механізми основних порушень вуглеводного обміну.
ЛІТЕРАТУРА
1.Біохімія людини:, Р.Маррі, Д.Греннер, П.Мейєс, В.Родуелл.- М.книга,2004.- т.1.с. 205-211., 212-224.
2. Основи біохімії: А. Уайт, Ф. Хендлер, Е. Сміт, Р. Хілл, І. Леман.-М. книга,
1981,т. -.2,.с. 639-641,
3.Наочна біохімія: Кольман., Рем К.-Г-М.книга 2004р.
4. Біохімічні основи ... під. ред. член-кор. РАН Є.С. Северина. М.Медицина, 2000.-с.179-205.
МАТЕРІАЛЬНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
1.Мультимедійна презентація
РОЗРАХУНОК НАВЧАЛЬНОГО ЧАСУ
Всього: 90 хв
Вступ.Завдання регулювання та обмеження споживання вуглеводів з особливою гостротою виникає у зв'язку з профілактикою та лікуванням діабету, а також виявленням кореляції між надмірним споживанням вуглеводів із частотою розвитку деяких хвороб – «супутників огрядності», а також з розвитком атеросклерозу.