Транспорт глюкозы из крови в клетки
Потребление глюкозы клетками из кровотока происходит также путём облегчённой диффузии. Следовательно, скорость трансмембранного потока глюкозы зависит только от градиента её концентрации. Исключение составляют клетки мышц и жировой ткани, где облегчённая диффузия регулируется инсулином. В отсутствие инсулина плазматическая мембрана этих клеток непроницаема для глюкозы, так как она не содержит белки-переносчики (транспортёры) глюкозы.
Транспортёры глюкозы называют также рецепторами глюкозы. Транспортёр имеет участок связывания глюкозы на внешней стороне мембраны. После присоединения глюкозы конформация белка изменяется, в результате чего глюкоза оказывается связанной с белком в участке, обращённом внутрь клетки. Затем глюкоза отделяется от транспортёра, переходя внутрь клетки.
Способ облегчённой диффузии по сравнению с активным транспортом предотвращает транспорт ионов вместе с глюкозой, если она транспортируется по градиенту концентрации.
Всасывание углеводов в кишечнике.
Всасывание моносахаридов из кишечника происходит путём облегчённой диффузии с помощью специальных белков-переносчиков (транспортёров). Кроме того, глюкоза и галактоза транспортируются в энтероцит путём вторично-активного транспорта, зависимого от градиента концентрации ионов натрия. Белки-транспортёры, зависимые от градиента Na + , обеспечивают всасывание глюкозы из просвета кишечника в энтероцит против градиента концентрации. Концентрация Na + , необходимая для этого транспорта, обеспечивается Nа + ,К + -АТФ-азой, которая работает как насос, откачивая из клетки Na + в обмен на К + .
В отличие от глюкозы, фруктоза транспортируется системой, не зависящей от градиента натрия.
Глюкозные транспортёры (ГЛЮТ) обнаружены во всех тканях. Существует несколько разновидностей ГЛЮТ, они пронумерованы в соответствии с порядком их обнаружения.
Структура белков семейства ГЛЮТ отличается от белков, транспортирующих глюкозу через мембрану в кишечнике и почках против градиента концентрации.
Описанные 5 типов ГЛЮТ имеют сходные первичную структуру и доменную организацию.
ГЛЮТ-1 обеспечивает стабильный поток глюкозы в мозг;
ГЛЮТ-2 обнаружен в клетках органов, выделяющих глюкозу в кровь. Именно при участии ГЛЮТ-2 глюкоза переходит в кровь из энтероцитов и печени. ГЛЮТ-2 участвует в транспорте глюкозы в β-клетки поджелудочной железы;
ГЛЮТ-3 обладает большим, чем ГЛЮТ-1, сродством к глюкозе. Он также обеспечивает постоянный приток глюкозы к клеткам нервной и других тканей;
ГЛЮТ-4 – главный переносчик глюкозы в клетки мышц и жировой ткани;
ГЛЮТ-5 встречается, главным образом, в клетках тонкого кишечника. Его функции известны недостаточно.
Все типы ГЛЮТ могут находиться как в плазматической мембране, так и в цитозольных везикулах. ГЛЮТ-4 (и в меньшей мере ГЛЮТ-1) почти полностью находятся в цитоплазме клеток. Влияние инсулина на такие клетки приводит к перемещению везикул, содержащих ГЛЮТ, к плазматической мембране, слиянию с ней и встраиванию транспортёров в мембрану. После чего возможен облегчённый транспорт глюкозы в эти клетки. После снижения концентрации инсулина в крови транспортёры глюкозы снова перемещаются в цитоплазму, и поступление глюкозы в клетку прекращается.
Перемещение глюкозы из первичной мочи в клетки почечных канальцев происходит вторично-активным транспортом, подобно тому, как это осуществляется при всасывании глюкозы из просвета кишечника в энтероциты. Благодаря этому глюкоза может поступать в клетки даже в том случае, если её концентрация в первичной моче меньше, чем в клетках. При этом глюкоза реабсорбируется из первичной мочи почти полностью (99%).
Известны различные нарушения в работе транспортёров глюкозы. Наследственный дефект этих белков может лежать в основе инсулинонезависимого сахарного диабета. В то же время причиной нарушения работы транспортёра глюкозы может быть не только дефект самого белка. Нарушения функции ГЛЮТ-4 возможны на следующих этапах:
передача сигнала инсулина о перемещении этого транспортёра к мембране;
Расщепление крахмала (и гликогена) начинается в полости рта под действием амилазы слюны.
Известны три вида амилаз, которые различаются главным образом по конечным продуктам их ферментативного действия: α-амилаза, β-амилаза и γ-амилаза. α-Амилаза расщепляет в полисахаридах внутренние α-1,4-свя-зи, поэтому ее иногда называют эндоамилазой. Под действием β-амилазы от крахмала отщепляется дисахарид мальтоза, т.е. β-амилаза является экзоамилазой. γ-Амилаза отщепляет один за другим глюкозные остатки от конца полигликозидной цепочки. Различают кислые и нейтральные γ-амилазы в зависимости от того, в какой области рН они проявляют максимальную активность.
Затем пища, смешанная со слюной, попадает в желудок.
Желудочный сок не содержит ферментов, расщепляющих сложные углеводы. В желудке действие α-амилазы слюны прекращается, так как желудочное содержимое имеет резко кислую реакцию (рН 1,5–2,5). Однако в более глубоких слоях пищевого комка, куда не сразу проникает желудочный сок, действие амилазы некоторое время продолжается и происходит расщепление полисахаридов с образованием декстринов и мальтозы. Наиболее важная фаза распада крахмала (и гликогена) протекает в двенадцатиперстной кишке под действием α-амилазы поджелудочного сока. Здесь рН возрастает приблизительно до нейтральных значений, при этих условиях α-амилаза панкреатического сока обладает почти максимальной активностью. Этот фермент завершает превращение крахмала и гликогена в мальтозу, начатое амилазой слюны.
Расщепление крахмала и гликогена до мальтозы происходит в кишечнике под действием трех ферментов: панкреатической α-амилазы, амило-1,6-глюкозидазы и олиго-1,6-глюкозидазы.
Судьба всосавшихся моносахаридов. Более 90% всосавшихся моносахаридов (главным образом глюкоза) через капилляры кишечных ворсинок попадает в кровеносную систему и с током крови через воротную вену доставляется прежде всего в печень. Остальное количество моносахаридов поступает по лимфатическим путям в венозную систему. В печени значительная часть всосавшейся глюкозы превращается в гликоген, который откладывается в печеночных клетках в форме своеобразных, видимых под микроскопом блестящих гранул.
Механизм транспорта глюкозы.
Транспорт моносахаридов в клетки слизистой оболочки кишечника может осуществляться разными способами: путём облегчённой диффузии и активного транспорта. В случае активного транспорта глюкоза и Na+ проходят через мембраны с люминальной стороны, связываясь с разными участками белка-переносчика. При этом Na+ поступает в клетку по градиенту концентрации, и одновременно глюкоза транспортируется против градиента концентрации (вторично-активный транспорт, см. раздел 5). Следовательно, чем больше градиент Na+, тем больше поступление глюкозы в энтероциты.
Градиент концентрации Na+, являющийся движущей силой активного сим-порта, создаётся работой Nа+,К+-АТФ-азы.
При разной концентрации глюкозы в просвете кишечника "работают" различные механизмы транспорта. Благодаря активному транспорту эпителиальные клетки кишечника могут поглощать глюкозу при её очень низкой концентрации в просвете кишечника. Если же концентрация глюкозы в просвете кишечника велика, то она может транспортироваться в клетку путём облегчённой диффузии.
Глюкозные транспортёры (ГЛЮТ) обнаружены во всех тканях. Существует несколько разновидностей ГЛЮТ.
Структура белков семейства ГЛЮТ отличается от белков, транспортирующих глюкозу через мембрану в кишечнике и почках против градиента концентрации.
Описанные 5 типов ГЛЮТ имеют сходные первичную структуру и доменную организацию.
– ГЛЮТ-1 обеспечивает стабильный поток глюкозы в мозг;
– ГЛЮТ-2 обнаружен в клетках органов, выделяющих глюкозу в кровь. Именно при участии ГЛЮТ-2 глюкоза переходит в кровь из энтероцитов и печени. ГЛЮТ-2 участвует в транспорте глюкозы в β-клетки поджелудочной железы;
– ГЛЮТ-3 обладает большим, чем ГЛЮТ-1, сродством к глюкозе. Он также обеспечивает постоянный приток глюкозы к клеткам нервной и других тканей;
– ГЛЮТ-4 – главный переносчик глюкозы в клетки мышц и жировой ткани;
– ГЛЮТ-5 встречается, главным образом, в клетках тонкого кишечника. Его функции известны недостаточно.
Все типы ГЛЮТ могут находиться как в плазматической мембране, так и в цитозольных везикулах. ГЛЮТ-4 (и в меньшей мере ГЛЮТ-1) почти полностью находятся в цитоплазме клеток. Влияние инсулина на такие клетки приводит к перемещению везикул, содержащих ГЛЮТ, к плазматической мембране, слиянию с ней и встраиванию транспортёров в мембрану. После чего возможен облегчённый транспорт глюкозы в эти клетки. После снижения концентрации инсулина в крови транспортёры глюкозы снова перемещаются в цитоплазму, и поступление глюкозы в клетку прекращается
2. ПФЦ: химизм реакций до образования фосфопентоз, биологическая роль, нарушения.
ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ ЦИКЛ (пентозный путь, гексо-зомонофосфатный шунт, фосфоглюконатный путь), совокупность обратимых ферментативных реакций, в результате которых происходит окисление глюкозы до CO2 с образованием восстановленного никотинамидадениндинуклеотид-фосфата (НАДФН) и H + , а также синтез фосфорилир.
В окислительной части пентозофосфатного пути глюкозо-6-фосфат подвергается окислительному декарбоксилированию, в результате которого образуются пентозы. Этот этап включает 2 реакции дегидрирования.
Первая реакция дегидрирования – превращение глюкозо-6-фосфата в глюконолактон-6-фосфат – катализируется NАDР + зависимой глюкозо-6-фосфатдегидрогеназой и сопровождается окислением альдегидной группы у первого атома углерода и образованием одной молекулы восстановленного кофермента NADPH.
Далее глюконолактон-6-фосфат быстро превращается в 6-фосфоглюконат при участии фермента глюконолактонгидратазы.
Фермент 6-фосфоглюконатдегидрогеназа катализирует вторую реакцию дегидрирования окислительной части, в ходе которой происходит также и декарбоксилирование. При этом углеродная цепь укорачивается на один атом углерода, образуется рибулозо-5-фосфат и вторая молекула гидрированного NADPH.
Восстановленный NADPH ингибирует первый фермент окислительного этапа пентозофосфатного пути – глюкозо-6-фосфатдегидрогеназу. Превращение NADPH в окисленное состояние NADP+ приводит к ослаблению ингибирования фермента. При этом скорость соответствующей реакции возрастает, и образуется большее количество NADPH.
Реакции окислительного этапа служат основным источником NADPH в клетках. Гидрированные коферменты снабжают водородом биосинтетические процессы, окислительно-восстановительные реакции, включающие защиту клеток от активных форм кислорода.
Синтез жирных кислот из углеводов в печени является основным путём утилизации NADPH и обеспечивает регенерацию окисленной формы NADP+. В печени глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, как и ключевые ферменты гликолиза и биосинтеза жирных кислот, индуцируется при увеличении соотношения инсулин/глюкагон после приёма богатой углеводами пищи.
Несмотря на то, что NADPH образуется также при окислении малата до пирувата и диоксида углерода (при участии НАDР+-зависимой малатдегидрогеназы) и дегидрировании изоцитрата (при участии НАВР+-зависимой изоцитратдегидрогеназы), в большинстве случаев потребности клеток в восстановительных эквивалентах удовлетворяются за счёт пентозофосфатного пути.
Реакции окислительного пути протекают только в том случае, если восстановленный ко-фермент NADPH возвращается в исходное окисленное состояние NADP+ при участии NADPH-зависимых дегидрогеназ (т.е. при условии использования гидрированного NADPH в восстановительных процессах). Если потребности клетки в NADPH незначительны, рибо-зо-5-фосфат образуется в результате обратимых реакций неокислительного этапа пентозофосфатного пути, используя в качестве исходных веществ метаболиты гликолиза – глицеральдегид-3-фосфат и фруктозо-6-фосфат.
3. Гликонеогенез: определение понятия, биологическая роль, исходные субстраты, химизм обходных реакций, регуляция.
Гликонеогенез – синтез углеводов (глюкозы) из неуглеводных компонентов: 1. Аминокислоты; 2. Глицерол; 3. Молочная кислота.
Биологическая роль: При голодании в организме человека активно используются запасы питательных веществ (гликоген, жирные кислоты). Они расщепляются до аминокислот, кетокислот и других неуглеводных соединений. Большая часть этих соединений не выводится из организма, а подвергаются реутилизации. Вещества транспортируются кровью в печень из других тканей, и используются в глюконеогенезе для синтеза глюкозы — основного источника энергии в организме. Таким образом при истощении запасов организма, глюконеогенез является основным поставщиком энергетических субстратов.
Образование фосфоенолпирувата из пирувата. Первоначально пируват под влиянием пируваткарбоксилазы и при участии СО2 и АТФ карбоксилируется с образованием оксалоацетата.
Затем оксалоацетат в результате декарбоксилирования и фосфорили-рования под влиянием фермента фосфоенолпируваткарбоксилазы превращается в фосфоенолпируват. Донором фосфатного остатка в реакции служит гуанозинтрифосфат (ГТФ).
Установлено, что в процессе образования фосфоенолпирувата участвуют ферменты цитозоля и митохондрий.
Первый этап синтеза протекает в митохондриях. Так как оксалоацетат не может выйти в цитозоль для превращения в ФЕП, то он сначало превращается в малат под действием фермента митохондриальной малатдегидрогеназы. Малат выходит в цитозоль и обратно превращается в оксалоацетат под действием цитозольной малатдегидрогеназы. Оксалоацетат превращается в ФЕП.
Превращение фруктозо-1,6-бисфосфата во фруктозо-6-фосфат. Фосфоенолпируват, образовавшийся из пирувата, в результате ряда обратимых реакций гликолиза превращается во фруктозо-1,6-бисфосфат. Далее следует фосфофруктокиназная реакция, которая необратима. Глюконеогенез идет в обход этой эндергонической реакции. Превращение фруктозо-1,6-бис-фосфата во фруктозо-6-фосфат катализируется специфической фруктозо -1,6- бифосфотазой.
Образование глюкозы из глюкозо-6-фосфата. В последующей обратимой стадии биосинтеза глюкозы фруктозо-6-фосфат превращается в глюкозо-6-фосфат. Последний может дефосфорилироваться (т.е. реакция идет в обход гексокиназной реакции) под влиянием фермента глюкозо-6-фосфатазы.
Регуляция глюконеогенеза. Важным моментом в регуляции глюконеогенеза является реакция, катализируемая пируваткарбоксилазой. Роль положительного аллостерического модулятора этого фермента выполняет ацетил-КоА. В отсутствие ацетил-КоА фермент почти полностью лишен активности. Когда в клетке накапливается митохондриальный ацетил-КоА, биосинтез глюкозы из пирувата усиливается. Известно, что ацетил-КоА одновременно является отрицательным модулятором пируватдегидрогеназного комплекса. Следовательно, накопление ацетил-КоА замедляет окислительное декарбоксилирование пирувата, что также способствует превращению последнего в глюкозу.
Другой важный момент в регуляции глюконеогенеза – реакция, катализируемая фруктозо-1,6-бисфосфатазой – ферментом, который ингибируется АМФ. Противоположное действие АМФ оказывает на фосфофруктокиназу, т. е. для этого фермента он является аллостерическим активатором. При низкой концентрации АМФ и высоком уровне АТФ происходит стимуляция глюконеогенеза. Напротив, когда величина отношения АТФ/АМФ мала, в клетке наблюдается расщепление глюкозы.
Билет №17
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-06; Нарушение авторского права страницы
Автор текста – Анисимова Елена Сергеевна.
Авторские права защищены. Продавать текст нельзя.
Курсив не зубрить.
Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru
https://vk.com/bch_5
Параграф 37:
«ГЛЮКОЗА КРОВИ: регуляция гормонами гликемии, отклонения от нормы».
Для лучшего понимания см. сначала п.31-35, 27, а после 37-го – п. 102, 103, 105, 107.
37.1. ПУТИ РАСХОДА (использования) глюкозы крови.
В первую очередь глюкоза из крови должна поступать в клетки головного мозга и эритроциты,
поскольку для эритроцитов глюкоза является единственным субстратом для выработки АТФ,
а для клеток головного мозга хоть и не единственным (есть ещё кетоновые тела), но обязательным (без глюкозы кетоновые тела не могут использоваться – см. п. 32. И п.47).
37. 1. 1. Использование глюкозы В ЭРИТРОЦИТАХ.
В эритроцитах (см. п.121) основной путь использования глюкозы – анаэробный гликолиз для выработки АТФ способом субстратного фосфорилирования и для получения НАДН для поддержания иона железа гемма гемоглобина в состоянии 2+.
Второй способ использования глюкозы в эритроцитах – пентозофосфатный путь (вариант пентозный цикл – см. п.35) для получения НАДФН для предотвращения разрушения эритроцитов (гемолиза) из-за активных форм кислорода – см. п.27 и п.121.
37. 1. 2. Использование глюкозы В НЕЙРОНАХ.
В головном мозге главный путь использования глюкозы – гликолиз до пирувата, затем ПДГ, ЦТК, ДЦ, то есть аэробный обмен глюкозы. Его основное назначение – выработка АТФ для работы нервных клеток.
Кроме этого, глюкоза используется нейронами для пентозофосфатного пути для получения продуктов пути – НАДФН и рибозо-5-фосфата (см. п.35).
НАДФН используется нейронами для защиты от разрушения активными формами кислорода и для реакций гидроксилирования при синтезе некоторых нейромедиаторов (см. п.63 – тирозин в ДОФА и далее в дофамин и норадреналин, фенилаланин в тирозин, триптофан в серотонин и мелатонин);
рибозо-5-фосфат используется нейронами для синтеза РНК для синтеза белков белков (см. п.82) в нейронах – рецепторов нейромедиаторов, ферментов синтеза медиаторов и т.д.
Кроме этого глюкоза используется для синтеза мономеров для гликопротеинов – см.п. 39.
Транспорт глюкозы в клетки головного мозга и эритроциты считается инсулино/независимым.
37. 1. 3. Пути использования глюкозы крови остальными клетками.
Транспорт глюкозы в большинство клеток стимулируется ИНСУЛИНОМ (эти клетки называются инсулинозависимыми), поэтому при дефиците инсулина или его действия при сахарном диабете (п.102 и 103) эти клетки недополучают глюкозу, а в крови образуется избыток глюкозы (гипергликемия).
Основные пути использования глюкозы остальными клетками
– гликолиз для получения АТФ (см. п. 32), пентозофосфатный путь. Большинство клеток используют НАДФН для защиты от разрушения активными формами кислорода, рибозо5-фосфат для синтеза РНК для синтеза белков, НАДФН вместе с рибозо-5-фосфатом образуются в клетках для пролиферации.
В клетках, синтезирующих стероидные гормоны (клетки коры надпочечников и половых желёз), НАДФН используется для синтеза гормонов (реакции гидроксилирования).
37. 1. 4. В печени
(наряду с гликолизом и ПФП в этих тканях)
(п. 117) НАДФН (п.35) используется для синтеза жирных кислот (п.46), холестерина (п.49-51), процессов гидроксилирования при синтезе желчных кислот и при активации витамина Д (превращение в кальциол в кальцидиол).
Рибозо-5-фосфат используется для синтеза РНК для синтеза белков, ферментов гепатоцитов, а также для синтезе гликопротеинов, секретируемых в кровь и составляющих фракцию глобулинов (см. п.39).
Для синтеза углеводного компонента гликопротеинов используется глюкоза.
Избыток глюкозы в печени превращается в жир (см. 32, 46, 44): гликолиз до пирувата, ПДГ превращает пируват в ацетилКоА, из ацетилКоА синтезируются жирные кислоты, из жирных кислот и глицерина – жир.
37. 1. 5. Использование глюкозы в печени и мышцах
наряду с гликолизом и ПФП в этих тканях
глюкоза используется ДЛЯ СИНТЕЗА ГЛИКОГЕНА для его расщепления при голоде и работе (п.31).
Кроме этого, глюкоза используется для синтеза кислых гетерополисахаридов соединительной ткани (см. п.38 и п.122).
37. 1. 6. РЕГУЛЯЦИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ глюкозы клетками.
Транспорт глюкозы
Транспорт глюкозы в клетки головного мозга и эритроциты считается инсулино/независимым.
Транспорт глюкозы в большинство клеток стимулируется ИНСУЛИНОМ (транспорт глюкозы в эти клетки называется инсулинозависимым),
поэтому при дефиците инсулина или его действия при сахарном диабете (п.102 и 103) эти клетки недополучают глюкозу, а в крови образуется избыток глюкозы (гипергликемия).
Пути использования глюкозы – гликолиз и пентозофосфатный путь (во всех клетках) и синтез гликогена в мышцах и печени, синтез гетерополисахаридов.
Большинство путей использования глюкозы в клетках стимулируются ИНСУЛИНОМ (гликолиз, пентозофосфатный путь во всех клетках, синтез гликогена в печени и мышцах) за счёт повышения инсулином синтеза ключевых ферментов процесса (то есть за счёт индукции).
Катехоламины (КА) адреналин (А) и норадреналин (НА) стимулируют гликолиз в мышцах, но тормозят его в печени.
А, НА, ГКС и глюкагон (ГГ) подавляют синтез гликогена за счёт подавления активности (КА, ГГ) ключевых ферментов, или за счёт подавления синтеза (ГКС) ключевых ферментов процесса (то есть за счёт репрессии).
37.3. ВЛИЯНИЕ процессов в ПОЧКАХ на уровень глюкозы в крови.
При прохождении крови через почки глюкоза поступает из крови в первичную мочу в результате фильтрации крови клубочками.
Затем почти вся глюкоза поступает обратно в кровь из первичной мочи благодаря обратному всасыванию (которое называется реабсорцией) в канальцах, за счёт чего во вторичной моче глюкозы в норме нет.
Нарушение этих процессов может привести к изменениям уровня глюкозы в крови.
При повреждении клубочков может нарушаться фильтрация, что может привести к снижению поступления глюкозы из крови в первичную мочу – это может привести к сильному повышению уровня глюкозы в крови – к сильной гипергликемии, которая может привести к коме – см. п.103.
При повреждении канальцев (при тубулопатиях) может нарушаться обратное поступление глюкозы из первичной мочи в кровь (то есть реабсорция глюкозы), что может привести к тому, что глюкоза обнаружится во вторичной моче (то есть к глюкозурии), а уровень глюкозы в крови из-за этого может стать ниже нужного.
При повышенном уровне глюкозы в крови (при концентрации глюкозы в крови около 9 ммоль/л) реабсорбируется не вся глюкоза, которая поступила в первичную мочу, а только необходимая часть, а остальная (лишняя глюкоза) остаётся в моче, что приводит к глюкозурии.
Таким образом, присутствие глюкозы в моче может иметь разные причины – как нарушение реабсорбции при повреждении канальцев, так и избыток глюкозы в крови (около 9).
37.4. ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ глюкозы в кровь.
Основной орган, поставляющий глюкозу в кровь – это ПЕЧЕНЬ.
Поэтому при печёночной недостаточности уровень глюкозы может быть ниже нужного.
Основные источники глюкозы – всасывание из кишечника, гликоген и ГНГ.
1. При нормальном питании глюкоза поступает в печень с током крови ИЗ КИШЕЧНИКА (см. п.30), в котором образуется при переваривании углеводов пищи (крахмала и дисахаридов). Кроме этого, глюкоза может образовываться в печени из галактозы и фруктозы, поступающих в печень после переваривания лактозы молока и сахарозы.
Поэтому сниженное всасывание в кишечнике (синдром мальабсорбции) может быть причиной сниженного уровня глюкозы в крови даже при нормальном питании.
2. При отсутствии пищи глюкоза образуется в печени ЗА СЧЁТ РАСЩЕПЛЕНИЯ ГЛИКОГЕНА (п.31), стимулируемого гормонами глюкагоном, КА и ГКС.
3. При отсутствии пищи в течение полусуток глюкоза образуется в печени (а также в почках и тонком кишечнике) В ПРОЦЕССЕ ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА – это требует витаминов биотин, В6 и витаминов ЦТК (В1, В2, РР, пантотенат, липоевая), так как эти витамины участвуют в реакциях образования глюкозы из аминокилот (см. п.64 и 65).
Источником аминокислот при голоде является распад белков мышц, печени, плазмы и т.д., стимулируемый глюкокортикостероидами (см. п.107).
ГНГ может обеспечивать организм глюкозой около двух месяцев (если нормальная печень и т.д.). За это время организм массой 70 кг теряет около 6 кг белков. После этого, если человек не возвращается к нормальному питанию, наступает смерть, поскольку дальнейшая потеря белков несовместима с жизнью, а жить ез глюкозы организм тоже не может.
37.5. Эффекты и механизмы действия гипо- и гипергликемических гормонов.
Гликемией называют концентрацию глюкозы в крови (-емия).
Нормальная гликемия – от 3,3 ммоль/л до 5,5 ммоль/л.
Пониженную гликемию (менее 3,3) называют ГИПОгликемией, а повышенную (олее 5,5) – ГИПЕРгликемией.
Гипогликемия и гипергликемия возникают вследствие нарушения баланса между процессами использования глюкозы и образования глюкозы, в том числе вследствие нарушения регуляции гормонами.
Нормальная гликемия обеспечивается равновесием между процессами использования глюкозы в клетках (и её транспорта в клетки из крови) и её образования и поступления в кровь; это равновесие поддерживается гормонами.
37. 5. 1. ГИПОгликемичекие гормоны
– это гормоны, под влиянием которых возникает гипогликемия, которые снижают уровень глюкозы в крови. Но не те, которые вырабатываются при гипогликемии в ответ на неё.
Главный представитель гипогликемических гормонов – это ИНСУЛИН.
Инсулин приводит к гипогликемии за счёт подавления процессов образования глюкозы (распада гликогена в печени до глюкозы п.31 и глюконеогенеза п.33)
и стимуляции процессов использования глюкозы клетками (транспорта глюкозы в клетки большинства тканей, гликолиза, пентозофосфатного пути, синтеза гликогена в печени и мышцах и жира в печени).
Подавляет за счёт репрессии, а стимулирует за счёт индукции – п.85 и п.7.
При дефиците инсулина или его действия на клетки при сахарном диабете (п.103) инсулин не подавляет процессы образования глюкозы и не стимулирует процессы использования глюкозы, что приводит к гипергликемии.
При избытке инсулина (из-за передозировке или при гиперпродукции инсулина при инсулиноме) подавление инсулином образования глюкозы слишком сильное, а также слишком сильная стимуляция использования глюкозы, что приводит к гипогликемии, в том числе опасной для жизни – см. гипогликемическая кома в п.103.
В норме инсулин секретируется в кровь для снижения гликемии при гипергликемии при сытости и в покое.
37. 5. 2. ГИПЕРгликемические гормоны –
это гормоны, под влиянием которых возникает гипергликемия.
Представители гипергликемических гормонов – это гормоны стресса ГКС, катехоламины адреналин и норадреналин, гормон голода глюкагон, йодтиронины.
Гипергликемические гормоны приводят к гипергликемии за счёт усиления процессов образования глюкозы (распада гликогена в печени до глюкозы п.31 и глюконеогенеза п.33)
и подавления процессов использования глюкозы клетками (гликолиза, синтеза гликогена и жира).
Подавляют за счёт репрессии, а стимулируют за счёт индукции – п.85 и п.7.
При дефиците этих гормонов или их действия на клетки при гипогликемия может не возникнуть, поскольку гипергликемических гормонов несколько – и дефицит всех этих гормонов сразу маловероятен. Хотя недостаточность надпочечников может привести к дефициту разу нескольких из них – ГКС и адреналина.
При избытке гипергликемических гормонов (из-за их гиперпродукции синтезирующими их клетками) усиление ими образования глюкозы слишком сильное, а также слишком сильное подавление использования глюкозы, что приводит к гипергликемии – см. «стероидный диабет» в п.107.
37. 6. Гипогликемия в клинике – последствия и причины, способы коррекции.
Последствия гипогликемии – головокружение, обморок, кома, смерть (если не успеть принять меры, то есть не съесть сладкое, пока в сознании, или не сделать инъекцию глюкозы, если человек без сознания).
Последствия обусловлены тем, что при низком уровне глюкозы в крови её не хватает для питания эритроцитов и головного мозга – для выработки в них АТФ при гликолизе.
Кроме того, при гипогликемии глюкозы не хватает клеткам и для других процессов – для ПФП (п.35), для синтеза гетерополисахаридов (п.38 и 39).
Причина гипогликемии – повышенное потребление глюкозы клетками и сниженное образование глюкозы.
Причины этого:
1 – ИЗБЫТОК ИНСУЛИНА при его передозировке или при его гиперпродукции при инсулиноме,
2 – дефицит гипергликемичеких гормонов (при недостаточности надпочечников),
3 – сниженное поступление глюкозы из кишечника из-за:
3.1 – из-за снижения всасывания в кишечнике (при энтеритах, например, СНПВ, спру – см. п.62),
3.2 – из-за недостаточного поступления в кишечник пищи, то есть ПРИ ГОЛОДАНИИ (обусловленная нарушением питания гипогликемия называется алиментарной),
4 – нарушение работы ПЕЧЕНИ (поскольку больная печень не может в нужных количествах образовывать глюкозу и поставлять её в кровь),
5 – АЛКОГОЛЬ, поскольку его приём снижает активность ГНГ,
6 – наследственные заболевания, при которых снижена активность процессов, при которых образуется глюкоза – гликогенозы и агликогенозы (п.31)
7 – дефицит витаминов, необходимых для ГНГ – биотина,
8 – 2-я фаза патологии ЦНС.
37. 7. Гипергликемия в клинике – последствия, причины, способы коррекции.
Гипергликемия – это повышение концентрации глюкозы в крови свыше 5,5 ммоль/л.
37. 7. 1. Последствия гипергликемии (см. п. 103) –
при сильной гипергликемии (см. п.103) возникает риск развития комы, которая называется гиперосмолярной (но не гипергликемической), поскольку возникает из-за созданного глюкозой в крови повышенного осмотического давления, то есть из-за того, что избыток глюкозы в крови «тянет» из тканей слишком много воды в сосуды;
такая кома бывает у диабетиков при значительной почечной недостаточности, поскольку у здоровых почки предотвращают повышение глюкозы сверх 9 ммоль/л за счёт снижения реабсорбции и глюкозурии.
При не столь сильной гипергликемии тоже есть опасность для жизни, но не столь острая.
При умеренной гипергликемии происходит ряд вредных для организма событий из-за того, что при избытке глюкозы в крови увеличивается неферментативное присоединение глюкозы к разным белкам (в крови, на поверхности клеток сосудов), которое называется ГЛИКОЗИЛИРОВАНИЕМ БЕЛКОВ, а также часть глюкозы превращается в СОРБИТОЛ.
Не путайте это патологическое гликозилироване при гипергликемии с нормальным гликозилированием при синтезе гликопротеинов (п.39, 83).
Накопление сорбитола в тканях приводит к их «набуханию» за счёт способности сорбитола «притягивать» воду; это нарушает работу клеток.
Гликозилирование белков:
препятствует нормальному функционированию белков
(нарушение работы антител приводит к СНИЖЕНИЮ ИММУНИТЕТА,
нарушение работы гемоглобина приводит к нарушению доставки кислорода в ткани, к гипоксии – см. 32),
меняет антигенные свойства белков (то есть антитела организма могут «посчитать» гликозилированные белки чужими и запустить иммунные ответ на клетки с глиокозилированными белками – см. аутоиммунные процессы и болезни).
Гликозилирование белков вместе с накоплением сорбитола приводит к ПОВРЕЖДЕНИЮ СОСУДОВ И НЕРВОВ (см. п. 103), что приводит
1 – к ухудшению ЗРЕНИЯ,
2 – развитию почечной недостаточности (см. п. 90),
3 – нарушению чувствительности (из-за повреждения нервов),
4 – нарушению трофики конечностей.
37. 7. 2. Причина ГИПЕРгликемии –
сниженное потребление глюкозы клетками и повышенное образование глюкозы.
Причины этого:
1 – ДЕФИЦИТ ИНСУЛИНА при недостаточности ;-клеток поджелудочной железы или его действия на клетки при сахарном диабете (103),
при некрозе поджелудочной железы (панкреонекрозе),
2 – избыток гипергликемичеких гормонов при их гиперпродукции: ЙТ при тиреотоксикозе, СТГ при акромегалии и гигантизме (при их гиперпродукции), ГКС при кушингизме или лечении ими и т.д.
3 – 1-я фаза патологии ЦНС,
4 – нарушение выведения почками в первичную мочу (нарушение фильтрации) при почечной недостаточности,
5 – переедание – избыточное поступление в организм при избытке пищи; обусловленная перееданием гипергликемия называется АЛИМЕНТАРНОЙ.
Комментарии