Výměna tuků
Metabolismus tuků - soubor procesů transformace tuků v těle. Tuky - energie a plast, jsou součástí membrán a cytoplazmy buněk. Část tuku se hromadí ve formě zásob v podkožní tukové tkáni, velkém a malém omentu a kolem některých vnitřních orgánů (ledviny) - 30% celkové tělesné hmotnosti. Převážná část tuku je neutrální tuk, který se podílí na metabolismu tuků. Denní potřeba tuků - 70-100 g
Některé mastné kyseliny jsou pro tělo nepostradatelné a musí pocházet z potravin - jedná se o polynenasycené mastné kyseliny: linolenová, linolenová, arachidonová, gama-aminobutyrová (mořské plody, mléčné výrobky). Kyselina gama-aminomáselná je hlavní inhibiční látkou v centrálním nervovém systému. Díky tomu dochází k pravidelné změně fází spánku a bdělosti, správné činnosti neuronů. Tuky se dělí na živočišné a rostlinné (oleje), které jsou velmi důležité pro normální metabolismus tuků.
Fáze metabolismu tuků:
1. enzymatické štěpení tuků v zažívacím traktu na glycerin a mastné kyseliny;
2. tvorbu lipoproteinů ve střevní sliznici;
3. transport lipoproteinů v krvi;
4. hydrolýzu těchto sloučenin na povrchu buněčných membrán;
5. absorpce glycerolu a mastných kyselin do buněk;
6. syntéza vlastních lipidů z tuků;
7. oxidace tuků s uvolňováním energie, CO2 a voda.
Při nadměrném příjmu tuku z potravin jde do glykogenu v játrech nebo je uložen v rezervě. U potravin bohatých na tuky dostává člověk tukové látky - fosfatidy a steariny. Fosfatidy jsou potřebné k budování buněčných membrán, jader a cytoplazmy. Jsou bohaté na nervovou tkáň.
Hlavním zástupcem stearinu je cholesterol. Jeho norma v plazmě je 3,11 - 6,47 mmol / l. Cholesterol je bohatý na vaječný žloutek, máslo, játra. Je nezbytný pro normální fungování nervového systému, reprodukčního systému, ze kterého se budují buněčné membrány a pohlavní hormony. V patologii vede k ateroskleróze.
Metabolismus sacharidů - soubor transformací sacharidů v těle. Sacharidy - zdroj energie v těle pro přímé použití (glukóza) nebo tvorba depotu (glykogen). Denní potřeba - 400-500 gr.
Fáze metabolismu sacharidů:
1. enzymatické štěpení potravinářských sacharidů na monosacharidy;
2. absorpce monosacharidů v tenkém střevě;
3. ukládání glukózy v játrech ve formě glykogenu nebo jeho přímé použití;
4. rozpad glykogenu v játrech a tok glukózy do krve;
5. oxidace glukózy uvolněním CO2 a voda.
Sacharidy jsou absorbovány v zažívacím traktu ve formě glukózy, fruktózy a galaktózy. Vstupují do rotační žíly do jater, kde se přeměňují na glukózu, která se hromadí ve formě glykogenu. Proces glukózy na glykogen v játrech - glykogeneze.
Glukóza je konstantní složkou krve a normálně je 4,44 - 6,67 mmol / l (80 - 120 mg /%). Zvýšená hladina glukózy v krvi - hyperglykémie, pokles - hypoglykémie. Snížení hladiny glukózy na 3,89 mmol / l (70 mg /%) způsobuje pocit hladu, až 3,22 mmol / l (40 mg /%) - křeče, delirium a ztráta vědomí (kóma). Proces rozkladu glykogenu v játrech na glukózu je glykogenolýza. Proces biosyntézy sacharidů z produktů rozpadu tuků a proteinů je glykoneogeneze. Proces štěpení sacharidů bez kyslíku s akumulací energie a tvorbou kyseliny mléčné a pyrohroznové - glykolýzy. Když se glukóza zvyšuje v potravinách, játra ji přemění na tuk, který se pak použije.
Výživa - komplexní proces přijímání, trávení, absorpce a asimilace živin v těle. Optimální poměr bílkovin, tuků a sacharidů pro zdravého člověka: 1: 1: 4.
194.48.155.245 © studopedia.ru není autorem publikovaných materiálů. Ale poskytuje možnost bezplatného použití. Existuje porušení autorských práv? Napište nám Zpětná vazba.
Zakázat adBlock!
a obnovte stránku (F5)
velmi potřebné
Fáze metabolismu sacharidů;
1. etapa. Štěpení polysacharidů a jejich vstřebávání do krve, sacharidů vstupuje do organismu s jídlem a je rozděleno do dvanácterníku a do horního tenkého střeva na monosacharidy, podrobnosti o porušení trávení a absorpci sacharidů viz učebnice str. 272-273.
2. etapa. Depozice sacharidů: Sacharidy jsou ukládány ve formě glykogenu v játrech a svalech a ve formě triglycerolů v tukové tkáni - přibližně 90% nasátých monosacharidů vstupuje do krevního oběhu a pak do jater, kde se promění na glykogen (což zajišťuje glykogenezi), přibližně 15%. % sacharidů přes lymfatický systém s aktuální lymfou šíří do všech tkání těla.
Porušení ukládání sacharidů je:
· V snížení vkladů glukózy ve formě glykogenu - a) je spojena s ↓ syntézou glykogenu při onemocněních jater (hepatitida, otrava fosforem, CCl4, hypoxie, B 'a C hypoavitaminóza, endokrinní poruchy - diabetes, Addisonova choroba, thyrotoxikóza, ↓ tón, ps), kdy hepatocyty nejsou schopny syntetizovat glykogen; b) při dědičných onemocněních - aglykogenóze a glykogenóze 0, charakterizované defektem enzymu glykogensyntetázy, dědičného autosomálně recesivním způsobem; c) v důsledku zvýšené poruchy glykogenu (glykogenolýzy) za podmínek excitace CNS, horečky, stresu.
· při zvýšení vkladů - tyto zahrnují varianty patologické depozice glykogenu v důsledku dědičných defektů enzymů metabolismu glykogenu (je známo 12 typů glykogenózy, viz učebnice str. 274-275)
Jedním z nejdůležitějších projevů porušení depozice sacharidů je hypoglykémie.
3. etapa. Meziprodukty metabolismu uhlohydrátů zahrnují všechny transformace sacharidů od okamžiku, kdy vstupují do buňky až do vzniku konečných produktů CO2 a H2O:
- glykolýza - anaerobní oxidace glukózy na pyruvát a laktát;
- aerobní rozklad glu - oxidační dekarboxylace pyruvátu na ac - Co A (pyruvát je přeměněn komplexem komplexních enzymů - pyruvát dehydrogenázový systém, jehož vitamin B je koenzym);
- TsTK- také vyžaduje koenzym –vitamin B ′ pro určité enzymy této metabolické cesty;
- pentózový fosfátový cyklus nebo zkrat dodávající NADPH2, nezbytné pro syntézu mastných kyselin, cholesterolu a steroidních hormonů a ribózy-5-fosfátu, které mohou být použity v biosyntéze RNA a DNA.
Intermediární metabolické poruchy spočívají ve změně metabolických drah glukózového aerobního metabolismu na anaerobní rozklad, který je pozorován při:
Patologie dýchacího ústrojí a kardiovaskulárního systému
· Hypoavitaminóza B 'a C
Důsledky porušení tří stupňů metabolismu sacharidů zahrnují: a) metabolickou acidózu v důsledku akumulace laktátu a pyruvátu; b) ↓ ats-Co A, a proto ↓ tvorba ATP, NADF · H2 a ↓ syntézu acetylcholinu; c) ↓ aktivita pentózového fosfátového cyklu, vedoucí k ↓ syntéze cholesterolu, FA, NA, hormonů.
4. etapa. Izolace glukózou a její reabsorpce - porušení tohoto stupně spočívá v:
· snížení filtrace lepidla v případě selhání ledvin nebo v krevním oběhu ledviny, když glukóza v moči chybí, a to ani při glykémii překračující prahovou hodnotu ledvin (8,8–9,9 mmol / l), protože za těchto podmínek je méně glukózy filtrováno a vše má čas reabsorbovat do proximálního tubuly ledvin;
· zvýšení filtrace glukosy, co je pozorováno u ledvinové glukosurie;
· V snížení reabsorpce lepidla v případě nefropatie, kdy se glukóza může objevit v moči i za podmínek normoglykémie, není díky těmto skutečnostem možné diagnózu diabetu stanovit pouze hladinou glukózy v moči.
Regulace metabolismu sacharidů.
Hladina glukózy v krvi je nejdůležitějším faktorem v homeostáze organismu jako celku a kritériu přiměřenosti regulace metabolismu sacharidů. Normální hladiny glukózy v krvi jsou udržovány centrálním nervovým systémem, střevy, játry, ledvinami, slinivkou břišní, nadledvinkami, tukovou tkání a dalšími orgány.
Pokud je metabolismus sacharidů narušen, může se vyvinout hyperglykémie (koncentrace glukosy> 5,5 mmol / l) a hypoglykémie (koncentrace glukosy 2 + endoplazmatické retikulum).
Metabolický účinek inzulínového komplexu zahrnuje 8 účinků na metabolismus sacharidů, lipidů, proteinů, NK (znát je - učebnice na str. 278-279).
Účinky inzulínu: 1) permeabilita buněčných membrán ve svalech a tukové tkáni pro glu, sodné ionty, draslík, AK, pro ketolátky ve svalech;
2) zvýšená glykogeneze v játrech prostřednictvím aktivace glykogen syntetázy;
3) aktivuje enzym hexokinázu, který fosforyluje glu;
4) redukuje glykogenolýzu, inhibuje aktivitu fosfatázy a fosforylázy;
5) snižuje aktivitu enzymů glukoneogeneze;
6) aktivuje syntézu proteinu;
7) zvyšuje syntézu triglyceridů z uhlohydrátů;
8) urychluje použití závad v TCA a PFS.
Inzulín je tedy anabolický hormon, který poskytuje antikatabolický účinek v metabolismu.
test_control_2001_with_responses
1. Akutní virová hepatitida "A".
2. Akutní virová hepatitida "B".
3 Alkoholické poškození jater.
4. Obstrukční žloutenka.
5. Hemolytická žloutenka.
Podíl nekonjugovaného bilirubinu na celkovém bilirubinu je více než 90%.
1. Nemoci Gilberta
2. Chronická perzistující hepatitida
3. Raketa Vater Nipple.
4. Obstrukce žloutenka.
5. Akutní virová hepatitida.
U pacienta se žloutenkou se zvyšuje aktivita v séru
5'-nukleotidáza> GGTP> ALP> ALT> AST je nejpoužívanější
1. Akutní virová hepatitida "A".
2. Akutní virová hepatitida "B".
3. Alkoholické poškození jater.
4 Obstrukční žloutenka.
5. Hemolytická žloutenka.
Informativní test cytolytického syndromu je
zvýšení sérové aktivity
4. GGTP, sorbitoldehydrogenáza.
5 Všechny výše uvedené.
Informativní indikátor poklesu syntetické schopnosti jater je
1. Zvýšený albumin.
2. Snížená aktivita transaminázy.
3 Snížený protrombin.
4. Zvýšení fibrinogenu.
5. Výše uvedené.
Hepatocytový cytochrom P-450 poskytuje
1. Syntéza glykogenu.
2 Xenobiotická detoxikace.
3. Syntéza mastných kyselin.
4. Syntéza žlučových kyselin.
5. Všechno výše uvedené je správné.
Zvýšení séra je charakteristické pro toxický účinek alkoholu na játra.
2. Produkty degradace fibrinu.
3 Aktivity GGTP.
4. Cholinesterázová aktivita.
5. Činnosti kyselé fosfatázy.
Nejvyšší aktivita AsAT v hepatocytech je detekována v: t
3. Golgiho aparát.
5. Plazmatická membrána.
S porážkou hepatocytů, největší relativní nárůst v séru
Zvýšená sérová aktivita sorbitoldehydrogenázy je charakteristická
1. Onemocnění srdce.
2 Onemocnění jater.
3. Poruchy kosterního svalstva.
4. Poškození ledvin.
5. Pankreatická onemocnění.
Mezinárodní klasifikace rozděluje fermenity do šesti tříd.
podle jejich
1. Molekulová hmotnost.
2. Specifita substrátu.
3. Účinnost katalýzy.
4 Typ katalyzované reakce.
5. Organizace příslušnosti.
Aktivita kyselé fosfatázy je v séru vyšší než v plazmě, protože od té doby je v plazmě
1. Enzym se uvolňuje z destiček, když se tvoří sraženina..
2. V plazmě se enzym sorbuje na fibrinogen.
3. Ztráta polymerace enzymu nastává v plazmě.
4. V séru se aktivuje enzym.
5. Inhibitory enzymů jsou přítomny v plazmě.
Pacient s akutní bolestí na hrudi nebo v břiše
relativní zvýšení sérové aktivity QA> AST> ALT >>
GGTP> amyláza. Nejpravděpodobnější diagnóza
1. Akutní pankreatitida.
2. Akutní virová hepatitida.
3. Renální kolika.
4 Infarkt myokardu.
5. Akutní pohrudnice.
Pacient s akutní bolestí na hrudi nebo v břiše
relativní zvýšení aktivity lipázy v séru> amyláza >>
ALT> AST >> KK. Nejpravděpodobnější diagnóza
1. Akutní pankreatitida.
2. Akutní virová hepatitida.
3. Renální kolika.
4. Infarkt myokardu.
5. Akutní pohrudnice.
Pacient s akutní bolestí na hrudi nebo v břiše
zvýšená sérová ALT aktivita> GGTP>
AST> amyláza >> KK. To je typické pro
1. Akutní pankreatitida.
2. Renální kolika.
3 Hepatocelulární patologie.
4. Infarkt myokardu.
5. Plicní embolie.
Nejvíce svědčí o zvýšené kostní resorpci
je zvýšení sérové aktivity
1. Alkalická fosfatáza.
4. Kyselá fosfatáza odolná vůči vínanu.
U rakoviny prostaty se zvyšuje převážně.
3. Alkalická fosfatáza.
4 Fosfatáza kyseliny vinné.
Pro diagnózu obstrukční žloutenky je vhodné určit
sérové aktivity
2. Izoenzymy LDH.
5. Izoenzymy kreatinkinázy.
Enzym vylučovaný do krve je
2. Alkalická fosfatáza.
Cholestasis markery jsou
2. Izoenzymy LDH a kreatinkinázy.
3. Histidáza, urokináza.
4 5'-nukleotidáza, GGTP, alkalická fosfatáza.
5. Všechny výše uvedené enzymy.
Hemolýza červených krvinek zvyšuje aktivitu
Intracelulární mediátor působení hormonů může být
5 To vše je pravdivé..
Hormony mohou být
5 Každá z uvedených látek.
1. Snižuje hladinu vápníku v krvi.
2. Zvyšuje hladinu vápníku v krvi.
3. Zvyšuje hladiny fosforu v séru.
4. Nemá vliv na hladinu vápníku a fosforu v séru.
5. Interferuje s vylučováním vápníku a fosforu močí.
Hladina aldosteronu v krevním séru je ovlivněna
1. Poloha těla.
2. Obsah sodíku v potravinách.
3. Plazmatická hladina reninu.
4. Obsah draslíku v plazmě.
5 Všechny výše uvedené.
Sérové hladiny aldosteronu se zvyšují s
1. Connův syndrom.
2. Hypertenzní onemocnění srdce (maligní forma).
Hyperplasie kůry nadledvin.
4. Všechna tato onemocnění.
5 Žádná z uvedených nemocí.
Poruchy ukládání sacharidů
Normálně se sacharidy ukládají ve formě glykogenu. Molekula glykogenu může obsahovat až milion monosacharidů. V tomto případě dochází ke krystalizaci glykogenu, jak to bylo, a nemá osmotický účinek. Tato forma je vhodná pro skladování v kleci. Pokud by byl takový počet molekul glukózy rozpuštěn, pak by se buňka rozpadla v důsledku osmotických sil. Glykogen je uložená forma glukózy. Obsahuje téměř ve všech tkáních. Zvláště hodně v játrech a svalech, v buňkách nervového systému je množství glykogenu minimální. Svalový glykogen se používá jako zdroj energie při intenzivní fyzické námaze. Glykogenolýza jater je aktivována v reakci na snížení koncentrace glukózy během přestávek v jídle nebo v reakci na stresové účinky. Hlavními hormony, které aktivují glykogenolýzu, jsou glukagon, adrenalin (epinefrin) a kortizol.
Hormonální regulace glykogenolýzy
Vliv na glykogenolýzu
Adrenální medulla
Poruchy depozice uhlohydrátů zahrnují především snížení syntézy glykogenu, zvýšené odbourávání glykogenu a patologické ukládání glykogenu.
Snížená syntéza glykogenu. Ze známých etiologických faktorů zaprvé, toxické poškození hepatocytů (bakteriální a virová mikroflóra, otrava fosforem, tetrachlormethan atd.). Za druhé, nedostatek kyslíku a v důsledku toho výrazné snížení účinnosti tvorby ATP. Za třetí, snížení tónu parasympatického nervového systému. Za čtvrté, hypovitaminóza B a C. 5. etiologická skupina zahrnuje endokrinní onemocnění - diabetes mellitus, thyrotoxikózu, adrenální insuficienci (Addisonova choroba).
Zvýšený rozklad glykogenu. Zvýšená glykogenolýza v játrech se objevuje nejprve na pozadí zvýšené aktivity sympatického nervového systému; za druhé, se zvýšenou produkcí hormonů - stimulantů glykogenolýzy (adrenalin, glukagon, tyroxin a somatotropní hormon). Zvýšené sympatické účinky a zvýšená koncentrace hormonů stimulujících glykogenolýzu v krvi jsou pozorovány při intenzivní svalové práci, šoku, horečce a emoční námaze.
Patologické ukládání glykogenu. Jedná se o skupinu dědičných onemocnění, u nichž se v důsledku genetických defektů některých enzymů metabolismu glykogenu vyskytuje nadměrná akumulace v různých orgánech, především v játrech a kosterních svalech. U některých typů glykogenózy je glykogen syntetizován se zhoršenou strukturou. Je popsáno 12 forem glykogenózy. Nejběžnější jsou:
Poruchy ukládání sacharidů
Poruchy metabolismu sacharidů
Poruchy metabolismu sacharidů jsou klasifikovány podle kroků procesu. Existuje několik takových fází:
1. Příjem potravy v gastrointestinálním traktu, rozdělení na monosacharidy v dvanáctníku a horní části tenkého střeva a jejich vstřebání do krve.
2. Uložení sacharidů.
H. Intermediární metabolismus sacharidů:
- anaerobní a aerobní štěpení glukózy;
- proces glukoneogeneze (syntéza glukózy z prekurzorů nekarbohydrátů).
4. Izolace glukózy glomerulárním aparátem ledvin s primární (provizorní) močí a její úplná reabsorpce v renálních tubulech.
Porušení rozkladu a absorpce sacharidů
Porušení členění sacharidů. Ve zdravém těle začíná hydrolýza glykogenu a potravinářského škrobu v ústní dutině pod vlivem slin a-amylázy. Monosacharidy mohou být absorbovány v ústní dutině. V žaludku nejsou enzymy, které hydrolyzují sacharidy. V dutině tenkého střeva pod vlivem pankreatické šťávy α-amylázy se hydrolyzují na dextriny a maltózu (břišní trávení). Na povrchu mikrobilů enterocytů se nacházejí následující enzymy: sacharóza, maltasa, laktáza, izomaltáza a další, které štěpí dextriny a disacharidy na monosacharidy (parietální digesce).
Mezi nejtypičtější defekty patří nedostatek enzymů disacharidázy: sacharóza a izomaltáza, které se vždy projevují v kombinaci. Výsledkem je, že sacharóza a izomaltózové disacharidy nejsou rozděleny a nejsou absorbovány tělem. Disacharidy, které se hromadí ve střevním lumenu, osmoticky vážou značné množství vody, což způsobuje průjem (průjem). Za těchto podmínek je také možné, aby epitelové buňky absorbovaly určité množství disacharidů. Zůstávají však metabolicky neaktivní a v nezměněné formě jsou spíše rychle vylučovány močí. V případě poruch aktivity disacharidázy nezpůsobuje disacharidová zátěž hyperglykémii v rozmezí 30-90 minut, jak je tomu u zdravých lidí.
Poruchy sání. U zdravých lidí jsou monosacharidy jako glukóza, galaktóza, fruktóza a pentóza absorbovány mikrovlnami epiteliálních buněk tenkého střeva. Přechod monosacharidů přes membránu epiteliálních buněk probíhá sekundárním aktivním transportem s povinnou účastí sodíkové pumpy závislé na ATP a specifického nosiče. V případě sekundárního aktivního transportu se používá energie elektrochemického gradientu vytvořeného pro jinou látku (sodné ionty) pro přenos jedné sloučeniny (například glukózy).
Mezi etiologické faktory poruch absorpce sacharidů jsou rozlišovány následující skupiny:
1) zánět sliznice tenkého střeva;
2) působení toxinů blokujících proces fosforylace a defosforylace (phloridzin, monoiodoacetát);
H) nedostatek Na + iontů, například při hypofunkci kůry nadledvin;
4) porušení krevního zásobení střevní stěny;
5) u novorozenců a kojenců je možná nedostatečná aktivita trávicích enzymů a enzymatických systémů fosforylace a defosforylace sacharidů. Jako příklad uvádíme syndrom laktózové intolerance bez deficitu laktázového enzymu a vrozeného syndromu deficitu laktázy.
Syndrom laktózové intolerance bez deficitu enzymu laktázy se v prvních dnech po porodu jeví jako maligní ve formě těžkého průjmu, zvracení, acidózy, laktosurie a často proteinurie. Atrofie nadledvinek a jater, degenerace renálních tubulu jsou také detekovány.
Vrozený deficit laktázy. U zdravých lidí laktáza rozkládá laktózu na glukózu a galaktózu. Novorozenci obvykle dostávají 50-60 g laktózy (s mlékem) denně. Nejcharakterističtějším projevem deficitu laktázy je průjem po konzumaci konzumního mléka. Nehydrolyzovaná laktóza vstupuje do dolních částí tenkého střeva, kde je fermentována střevní mikroflórou za vzniku plynů (což způsobuje nadýmání) a kyselin. Jejich osmotické působení přitahuje velké množství vody do střevní dutiny, což způsobuje průjem. Současně mají výkaly kyselé hodnoty pH a obsahují laktózu, někdy je pozorována laktosurie. V průběhu času se dítě vyvíjí hypotrofii. Tento syndrom by měl být odlišen od deficitu získané laktázy (s enteritidou, zánětlivými onemocněními tlustého střeva, sprue), stejně jako od intestinálního deficitu laktázy, ke kterému dochází u dospělých.
Poruchy ukládání sacharidů
Normálně se sacharidy ukládají ve formě glykogenu. Molekula glykogenu může obsahovat až milion monosacharidů. V tomto případě dochází ke krystalizaci glykogenu, jak to bylo, a nemá osmotický účinek. Tato forma je vhodná pro skladování v kleci. Pokud by byl takový počet molekul glukózy rozpuštěn, pak by se buňka rozpadla v důsledku osmotických sil. Glykogen je uložená forma glukózy. Obsahuje téměř ve všech tkáních. Zvláště hodně v játrech a svalech, v buňkách nervového systému je množství glykogenu minimální. Svalový glykogen se používá jako zdroj energie při intenzivní fyzické námaze. Glykogenolýza jater je aktivována v reakci na snížení koncentrace glukózy během přestávek v jídle nebo v reakci na stresové účinky. Hlavními hormony, které aktivují glykogenolýzu, jsou glukagon, adrenalin (epinefrin) a kortizol.
Datum přidání: 2016-01-07; Zobrazení: 394; OBJEDNÁVACÍ PRÁCE
Hormonální regulace metabolismu sacharidů a tuků
Hlavní zdroje energie živého organismu - sacharidy a tuky mají vysokou rezervu potenciální energie, která je z nich snadno extrahována v buňkách pomocí enzymatických katabolických transformací. Energie uvolňovaná v procesu biologické oxidace produktů metabolismu sacharidů a tuků, jakož i glykolýza, je do značné míry přeměněna na chemickou energii fosfátových vazeb syntetizovaného ATP.
Chemická energie vysokoenergetických vazeb akumulovaných v ATP se zase vynakládá na různé typy buněčných prací - vytváření a udržování elektrochemických gradientů, svalových kontrakcí, sekrečních a určitých transportních procesů, biosyntézy proteinů, mastných kyselin atd. Kromě funkce "paliva" hrají sacharidy a tuky spolu s bílkovinami roli významných dodavatelů stavebních materiálů, plastů, které jsou součástí hlavních struktur buněk - nukleových kyselin, jednoduchých proteinů, glykoproteinů, řady lipidů atd.
ATP, syntetizovaný v důsledku rozpadu sacharidů a tuků, poskytuje nejen buňkám energii nezbytnou pro práci, ale je také zdrojem tvorby cAMP a také se podílí na regulaci aktivity mnoha enzymů, stavu strukturálních proteinů, zajišťujících jejich fosforylaci.
Uhlovodíkové a lipidové substráty přímo využívané buňkami jsou monosacharidy (primárně glukóza) a neesterifikované mastné kyseliny (NEFA), a také ketony v některých tkáních. Jejich zdroji jsou potravinářské výrobky, které jsou absorbovány ze střeva, ukládány v orgánech ve formě glykogenu, sacharidů a lipidů ve formě neutrálních tuků, stejně jako prekurzory sacharidů, zejména aminokyselin a glycerolu, které tvoří sacharidy (glukoneogeneze).
Játra a tuková (tuková) tkáň patří k deponovaným orgánům u obratlovců a jater a ledvin k orgánům glukoneogeneze. U hmyzu je tukové těleso ukládající orgán. Kromě toho mohou být zdrojem glukózy a NEFA některé náhradní nebo jiné produkty skladované nebo vyráběné v pracovní buňce. Různé způsoby a stupně metabolismu sacharidů a tuků jsou propojeny četnými vzájemnými vlivy. Směr a intenzita toku těchto metabolických procesů závisí na řadě vnějších a vnitřních faktorů. Jedná se zejména o množství a kvalitu konzumovaných potravin a rytmy jejího vstupu do těla, úroveň svalové a nervové aktivity atd.
Živočišný organismus se přizpůsobuje povaze potravinového režimu, nervové nebo svalové zátěži pomocí komplexního souboru koordinačních mechanismů. Kontrola průběhu různých reakcí metabolismu sacharidů a lipidů se tedy provádí na úrovni buněk koncentracemi příslušných substrátů a enzymů, jakož i stupněm akumulace produktů konkrétní reakce. Tyto kontrolní mechanismy se týkají mechanismů samoregulace a jsou realizovány jak v jednobuněčných, tak v mnohobuněčných organismech.
V posledně uvedeném se může regulace využití sacharidů a tuků vyskytovat na úrovni mezibuněčných interakcí. Obzvláště oba typy metabolismu se vzájemně kontrolují: NEFA ve svalech inhibuje rozklad glukózy, zatímco produkty rozkladu glukózy v tukové tkáni inhibují tvorbu NEFA. U nejvíce organizovaných zvířat se objevuje speciální intercelulární mechanismus regulace intersticiálního metabolismu, který je determinován výskytem endokrinního systému v evolučním procesu, který má zásadní význam pro kontrolu metabolických procesů celého organismu.
Mezi hormony, které se podílejí na regulaci metabolismu tuků a sacharidů u obratlovců, zaujímají centrální místo: hormony gastrointestinálního traktu, které kontrolují trávení potravy a vstřebávání zažívacích produktů do krve; inzulín a glukagon jsou specifické regulátory intersticiálního metabolismu sacharidů a lipidů; Růstový hormon a funkčně s ním spojený "somatomedin" a CIF, glukokortikoidy, ACTH a adrenalin jsou faktory nespecifické adaptace. Je třeba poznamenat, že mnoho z těchto hormonů je také přímo zapojeno do regulace metabolismu proteinů (viz kapitola 9). Míra sekrece těchto hormonů a implementace jejich účinků na tkáně jsou vzájemně provázány.
Nemůžeme se konkrétně zabývat fungováním hormonálních faktorů gastrointestinálního traktu vylučovaného v neurohumorální fázi sekrece. Jejich hlavní účinky jsou dobře známy z průběhu obecné fyziologie člověka a zvířat a navíc jsou již zcela zcela zmíněny v Ch. 3. Uvažujme o endokrinní regulaci intersticiálního metabolismu sacharidů a tuků.
Hormony a regulace metabolismu intersticiálních sacharidů. Integrálním ukazatelem rovnováhy metabolismu sacharidů v organismu obratlovců je koncentrace glukózy v krvi. Tento ukazatel je stabilní a je přibližně 100 mg% (5 mmol / l) u savců. Jeho odchylky v normě obvykle nepřesahují ± 30%. Hladina glukózy v krvi závisí jednak na přítoku monosacharidu do krve, zejména ze střeva, jater a ledvin, a jednak z jeho odtoku do pracovních a ukládacích tkání (obr. 95).
Příliv glukózy z jater a ledvin je dán poměrem aktivity glykogen fosforylázy a reakce glykogen syntetázy v játrech, poměru intenzity rozkladu glukózy a intenzity glukoneogeneze v játrech a částečně v ledvinách. Vstup glukózy do krve přímo koreluje s hladinami fosforylázové reakce a procesů glukoneogeneze.
Odtok glukózy z krve do tkáně je přímo závislý na rychlosti jejího transportu do svalových, tukových a lymfoidních buněk, jejichž membrány vytvářejí bariéru pro pronikání glukózy do nich (připomínají, že membrány buněk jater, mozku a ledvin jsou snadno propustné pro monosacharid); metabolické využití glukózy, které je zase závislé na permeabilitě membrány a na aktivitě klíčových enzymů jejího rozpadu; konverze glukózy na glykogen v jaterních buňkách (Levin et al., 1955; Newholm, Randle, 1964; Foa, 1972).
Všechny tyto procesy spojené s transportem a metabolismem glukózy jsou přímo řízeny komplexem hormonálních faktorů.
Hormonální regulátory metabolismu sacharidů působením na obecný směr metabolismu a glykémie lze rozdělit do dvou typů. První typ hormonů stimuluje využití glukózy tkáněmi a její depozici ve formě glykogenu, ale inhibuje glukoneogenezi a následně způsobuje snížení koncentrace glukózy v krvi.
Hormon tohoto typu účinku je inzulín. Druhý typ hormonu stimuluje rozklad glykogenu a glukoneogeneze, a proto způsobuje zvýšení hladiny glukózy v krvi. Hormony tohoto typu zahrnují glukagon (stejně jako sekretin a VIP) a adrenalin. Hormony třetího typu stimulují glukoneogenezi v játrech, inhibují využití glukózy různými buňkami, ačkoli zvyšují tvorbu glykogenu hepatocyty, v důsledku převahy prvních dvou účinků, zpravidla také zvyšují hladinu glukózy v krvi. Hormony tohoto typu zahrnují glukokortikoidy a GH - "somatomediny". Nicméně, jednosměrný účinek na procesy glukoneogeneze, syntéza glykogenu a glykolýzy, glukokortikoidů a růstových hormonů - somatomedinů má odlišný vliv na permeabilitu buněčných membrán svalové tkáně a tukové tkáně na glukózu.
Podle směru působení na koncentraci glukózy v krvi je inzulín hypoglykemickým hormonem (hormony „odpočinek a saturace“), zatímco hormony druhého a třetího typu jsou hyperglykemické (hormony „stres a půst“) (Obr. 96).
Inzulín lze nazvat asimilací hormonů a ukládáním sacharidů. Jedním z důvodů zvýšeného využití glukózy ve tkáních je stimulace glykolýzy. Provádí se možná na úrovni aktivace klíčových enzymů glykolýzy hexokinázy, zejména jedné ze čtyř známých izoforem, hexokinázy II a glukokinázy (Weber, 1966; Ilyin, 1966, 1968). Zrychlení cesty fosforečnanu pentózy ve fázi reakce glukóza-6-fosfátdehydrogenáza zjevně hraje určitou roli při stimulaci katabolismu glukózy inzulinem (Leites, Lapteva, 1967). Předpokládá se, že při stimulaci vychytávání glukózy játry během hyperglykémie potravy pod vlivem inzulínu hraje významnou roli hormonální indukce specifického jaterního enzymu glukokinázy, který selektivně fosforyluje glukózu při vysokých koncentracích.
Hlavním důvodem pro stimulaci využití glukózy svalovými a tukovými buňkami je především selektivní zvýšení permeability buněčných membrán na monosacharid (Lunsgaard, 1939; Levin, 1950). Tímto způsobem se dosáhne zvýšení koncentrace substrátů pro hexokinázovou reakci a pentózové fosfátové cesty.
Zvýšená glykolýza pod vlivem inzulínu v kosterním svalstvu a myokardu hraje významnou roli v akumulaci ATP a zajištění fungování svalových buněk. V játrech se zdá, že zvýšená glykolýza není důležitá ani tak pro zvýšení inkluze pyruvátu do systému dýchání tkání, ale spíše pro hromadění acetyl CoA a malonyl CoA jako prekurzorů k tvorbě polyatomových mastných kyselin, a proto triglyceridů (Newsholm, Start, 1973).
Glycerofosfát vytvořený během glykolýzy je také zahrnut v syntéze neutrálního tuku. Hormonální stimulace reakce glukóza-6-fosfátdehydrogenáza, vedoucí k tvorbě NADPH, redukčního kofaktoru nezbytného pro biosyntézu mastných kyselin a glycerol fosfátu, hraje důležitou roli v játrech a zejména v tukové tkáni ke zvýšení hladiny lipogeneze z glukózy. U savců je pouze 3 až 5% absorbované glukózy přeměněno na jaterní glykogen a více než 30% je akumulováno ve formě tuku uloženého v ukládacích orgánech.
Hlavní směr působení inzulínu na glykolýzu a pentóza-fosfátová cesta v játrech a zejména v tukové tkáni se tak snižuje na tvorbu triglyceridů. U savců a ptáků v adipocytech a v nižších obratlovcích v hepatocytech je glukóza jedním z hlavních zdrojů uložených triglyceridů. V těchto případech je fyziologický význam hormonální stimulace využití sacharidů do značné míry omezen na stimulaci ukládání lipidů. Inzulín zároveň přímo ovlivňuje syntézu glykogenu - uložené formy sacharidů - nejen v játrech, ale i ve svalech, ledvinách a případně v tukové tkáni.
Hormon má stimulační účinek na tvorbu glykogenu, zvyšuje aktivitu glykogen syntetázy (přechod inaktivní D-formy na aktivní I-formu) a inhibuje glykogen fosforylázu (přechod neaktivní 6-formy na L-formu) a tím inhibuje glykogenogenezi v buňkách (Obr. 97). Oba účinky inzulínu na tyto enzymy v játrech jsou zřejmě zprostředkovány aktivací membránové proteinázy, akumulací glykopeptidů a aktivací cAMP fosfodiesterázy.
Dalším důležitým směrem působení inzulínu na metabolismus sacharidů je inhibice procesů glukoneogeneze v játrech (Krebs, 1964; Ilyin, 1965; Ixton et al., 1971). Inhibice glukoneogeneze hormonem se provádí na úrovni redukce syntézy klíčových enzymů fosfoenolpyruvátkarboxykinasy a fruktóza-16-difosfatázy. Tyto účinky jsou také zprostředkovány zvýšením rychlosti tvorby glykopeptidů - hormonových mediátorů (Obr. 98).
Hlavním zdrojem energie pro nervové buňky je glukóza za jakýchkoli fyziologických podmínek. Se zvýšením sekrece inzulínu dochází k určitému zvýšení vychytávání glukózy nervovou tkání, zřejmě v důsledku stimulace glykolýzy v ní. Nicméně, při vysokých koncentracích hormonu v krvi, což způsobuje hypoglykémii, hladovění sacharidů v mozku a inhibici jeho funkcí.
Po zavedení velmi velkých dávek inzulínu může hluboká inhibice mozkových center vést nejprve k rozvoji křečí, pak ke ztrátě vědomí a poklesu krevního tlaku. Tento stav, ke kterému dochází, když se koncentrace glukózy v krvi pod 45-50 mg%, nazývá šokem inzulínu (hypoglykemický). Křečovitá a šoková reakce na inzulin se používá pro biologickou standardizaci inzulínových přípravků (Smith, 1950; Stewart, 1960).
Lékařství, zdraví: Poruchy metabolismu sacharidů, průvodce studiem
Esej na toto téma:
Poruchy metabolismu sacharidů
Poruchy metabolismu sacharidů
Poruchy metabolismu sacharidů jsou klasifikovány podle kroků procesu. Existuje několik takových fází:
1. Příjem potravy v gastrointestinálním traktu, rozdělení na monosacharidy v dvanáctníku a horní části tenkého střeva a jejich vstřebání do krve.
2. Uložení sacharidů.
H. Intermediární metabolismus sacharidů:
- anaerobní a aerobní štěpení glukózy;
- proces glukoneogeneze (syntéza glukózy z prekurzorů nekarbohydrátů).
4. Izolace glukózy glomerulárním aparátem ledvin s primární (provizorní) močí a její úplná reabsorpce v renálních tubulech.
Porušení rozkladu a absorpce sacharidů
Porušení členění sacharidů. Ve zdravém těle začíná hydrolýza glykogenu a potravinářského škrobu v ústní dutině pod vlivem slin a-amylázy. Monosacharidy mohou být absorbovány v ústní dutině. V žaludku nejsou enzymy, které hydrolyzují sacharidy. V dutině tenkého střeva pod vlivem pankreatické šťávy α-amylázy se hydrolyzují na dextriny a maltózu (břišní trávení). Na povrchu mikrobilů enterocytů se nacházejí následující enzymy: sacharóza, maltasa, laktáza, izomaltáza a další, které štěpí dextriny a disacharidy na monosacharidy (parietální digesce).
Mezi nejtypičtější defekty patří nedostatek enzymů disacharidázy: sacharóza a izomaltáza, které se vždy projevují v kombinaci. Výsledkem je, že sacharóza a izomaltózové disacharidy nejsou rozděleny a nejsou absorbovány tělem. Disacharidy, které se hromadí ve střevním lumenu, osmoticky vážou značné množství vody, což způsobuje průjem (průjem). Za těchto podmínek je také možné, aby epitelové buňky absorbovaly určité množství disacharidů. Zůstávají však metabolicky neaktivní a v nezměněné formě jsou spíše rychle vylučovány močí. V případě poruch aktivity disacharidázy nezpůsobuje disacharidová zátěž hyperglykémii v rozmezí 30-90 minut, jak je tomu u zdravých lidí.
Poruchy sání. U zdravých lidí jsou monosacharidy jako glukóza, galaktóza, fruktóza a pentóza absorbovány mikrovlnami epiteliálních buněk tenkého střeva. Přechod monosacharidů přes membránu epiteliálních buněk probíhá sekundárním aktivním transportem s povinnou účastí sodíkové pumpy závislé na ATP a specifického nosiče. V případě sekundárního aktivního transportu se používá energie elektrochemického gradientu vytvořeného pro jinou látku (sodné ionty) pro přenos jedné sloučeniny (například glukózy).
Mezi etiologické faktory poruch absorpce sacharidů jsou rozlišovány následující skupiny:
1) zánět sliznice tenkého střeva;
2) působení toxinů blokujících proces fosforylace a defosforylace (phloridzin, monoiodoacetát);
H) nedostatek Na + iontů, například při hypofunkci kůry nadledvin;
4) porušení krevního zásobení střevní stěny;
5) u novorozenců a kojenců je možná nedostatečná aktivita trávicích enzymů a enzymatických systémů fosforylace a defosforylace sacharidů. Jako příklad uvádíme syndrom laktózové intolerance bez deficitu laktázového enzymu a vrozeného syndromu deficitu laktázy.
Syndrom laktózové intolerance bez deficitu enzymu laktázy se v prvních dnech po porodu jeví jako maligní ve formě těžkého průjmu, zvracení, acidózy, laktosurie a často proteinurie. Atrofie nadledvinek a jater, degenerace renálních tubulu jsou také detekovány.
Vrozený deficit laktázy. U zdravých lidí laktáza rozkládá laktózu na glukózu a galaktózu. Novorozenci obvykle dostávají 50-60 g laktózy (s mlékem) denně. Nejcharakterističtějším projevem deficitu laktázy je průjem po konzumaci konzumního mléka. Nehydrolyzovaná laktóza vstupuje do dolních částí tenkého střeva, kde je fermentována střevní mikroflórou za vzniku plynů (což způsobuje nadýmání) a kyselin. Jejich osmotické působení přitahuje velké množství vody do střevní dutiny, což způsobuje průjem. Současně mají výkaly kyselé hodnoty pH a obsahují laktózu, někdy je pozorována laktosurie. V průběhu času se dítě vyvíjí hypotrofii. Tento syndrom by měl být odlišen od deficitu získané laktázy (s enteritidou, zánětlivými onemocněními tlustého střeva, sprue), stejně jako od intestinálního deficitu laktázy, ke kterému dochází u dospělých.
Poruchy ukládání sacharidů
Normálně se sacharidy ukládají ve formě glykogenu. Molekula glykogenu může obsahovat až milion monosacharidů. V tomto případě dochází ke krystalizaci glykogenu, jak to bylo, a nemá osmotický účinek. Tato forma je vhodná pro skladování v kleci. Pokud by byl takový počet molekul glukózy rozpuštěn, pak by se buňka rozpadla v důsledku osmotických sil. Glykogen je uložená forma glukózy. Obsahuje téměř ve všech tkáních. Zvláště hodně v játrech a svalech, v buňkách nervového systému je množství glykogenu minimální. Svalový glykogen se používá jako zdroj energie při intenzivní fyzické námaze. Glykogenolýza jater je aktivována v reakci na snížení koncentrace glukózy během přestávek v jídle nebo v reakci na stresové účinky. Hlavními hormony, které aktivují glykogenolýzu, jsou glukagon, adrenalin (epinefrin) a kortizol.
Hormonální regulace glykogenolýzy
Vliv na glykogenolýzu
Poruchy depozice uhlohydrátů zahrnují především snížení syntézy glykogenu, zvýšené odbourávání glykogenu a patologické ukládání glykogenu.
Snížená syntéza glykogenu. Ze známých etiologických faktorů zaprvé, toxické poškození hepatocytů (bakteriální a virová mikroflóra, otrava fosforem, tetrachlormethan atd.). Za druhé, nedostatek kyslíku a v důsledku toho výrazné snížení účinnosti tvorby ATP. Za třetí, snížení tónu parasympatického nervového systému. Za čtvrté, hypovitaminóza B a C. 5. etiologická skupina zahrnuje endokrinní onemocnění - diabetes mellitus, thyrotoxikózu, adrenální insuficienci (Addisonova choroba).
Zvýšený rozklad glykogenu. Zvýšená glykogenolýza v játrech se objevuje nejprve na pozadí zvýšené aktivity sympatického nervového systému; za druhé, se zvýšenou produkcí hormonů - stimulantů glykogenolýzy (adrenalin, glukagon, tyroxin a somatotropní hormon). Zvýšené sympatické účinky a zvýšená koncentrace hormonů stimulujících glykogenolýzu v krvi jsou pozorovány při intenzivní svalové práci, šoku, horečce a emoční námaze.
Patologické ukládání glykogenu. Jedná se o skupinu dědičných onemocnění, u nichž se v důsledku genetických defektů některých enzymů metabolismu glykogenu vyskytuje nadměrná akumulace v různých orgánech, především v játrech a kosterních svalech. U některých typů glykogenózy je glykogen syntetizován se zhoršenou strukturou. Je popsáno 12 forem glykogenózy. Nejběžnější jsou:
Hlavní typy glykogenózy
hepatomegalie cirhóza, jaterní nedostatečnost nedostatek přesnosti
Kromě výše uvedených typů jsou popsány vzácnější i smíšené glykogenózy: typ V nebo MacDardova choroba (MacArdle-Schmid-Pearson); Typ VI nebo Gersova choroba; Onemocnění typu VII nebo Tarui; Typ VIII nebo Hojinova choroba a další.
Poruchy intermediárního metabolismu sacharidů
Existují tři skupiny etiologických faktorů, jejichž působení může vést k narušení intermediárního metabolismu sacharidů.
1. Hypoxie. Nedostatek kyslíku mění buněčný metabolismus z aerobního na anaerobní typ, ve kterém se anaerobní glykolýza stává hlavním zdrojem energie s tvorbou nadbytku kyseliny mléčné a pyrohroznové. Při krátké hypoxii má přebytek laktátu a pyruvátu kompenzační účinek. Kyselina mléčná zvyšuje disociaci oxyhemoglobinu, rozšiřuje koronární cévy. Laktát navíc vstupuje do krevního oběhu do jater (cyklus Corey), kde se za účasti enzymu laktát dehydrogenázy mění na pyruvát. Pyruvát v játrech je částečně oxidován a částečně přeměněn na glukózu (glukoneogeneze). Laktát se tak vrací do metabolického systému sacharidů. Prodloužená existence nadbytku kyseliny mléčné v tkáních vede k nedostatku oxidačního substrátu, glukózy, což způsobuje další snížení účinnosti syntézy ATP. Nedostatek makroergů leží na základně přenosu transmembránových iontů a zvýšení propustnosti membrán. V konečném důsledku to vede k významnému strukturálnímu a funkčnímu poškození tkání až po smrt buněk.
2. Poruchy jater. V hepatocytech je část kyseliny mléčné normálně resyntetizována na glukózu a glykogen. Pokud jsou játra poškozena, tento proces je narušen, kyselina mléčná přechází do krevního oběhu, vzniká acidóza.
3. Hypovitaminóza. In1. Vitamin B1 (thiamin) v důsledku procesu fosforylace je přeměněn na karboxylát, protetickou skupinu řady enzymů metabolismu sacharidů. Při nedostatku vitaminu B1 je zde nedostatek karboxylázy, což vede k potlačení syntézy acetyl-CoA z kyseliny pyrohroznové. Ten se hromadí a částečně přeměňuje na kyselinu mléčnou, jejíž obsah se v této souvislosti zvyšuje. Inhibice oxidace kyseliny pyrohroznové snižuje syntézu acetylcholinu, což způsobuje poruchu přenosu nervových impulzů. Se zvýšením koncentrace kyseliny pyrohroznové o 2-3 krát ve srovnání s normou se vyskytují poruchy citlivosti, neuritida, paralýza atd. Hypovitaminóza B1 také vede k narušení oxidační dráhy pentózového fosfátu v důsledku snížení aktivity transketolasového enzymu.
Krevní glukóza je hlavním faktorem homeostázy. Je udržován na určité úrovni (3,33–5,55 mmol / l) funkcí střev, jater, ledvin, slinivky břišní, nadledvinek, tukové tkáně a dalších orgánů.
Existuje několik typů regulace metabolismu sacharidů: substrát, nervový, ledvinový, hormonální.
Regulace substrátu. Hlavním faktorem určujícím metabolismus glukózy je hladina glykémie. Hraniční koncentrace glukózy, při které je její produkce v játrech stejná jako spotřeba periferních tkání, je 5,5-5,8 mmol / l. Na úrovni tohoto, játra dodává glukózu do krve; na vyšší úrovni, naopak, v játrech a svalech dominuje glykogen synththe.
Nervová regulace. Excitace sympatických nervových vláken vede k uvolnění adrenalinu z nadledvinek, což stimuluje rozklad glykogenu v procesu glykogenolýzy. Když je tedy sympatický nervový systém podrážděný, je pozorován hyperglykemický účinek. Naopak, stimulace parasympatických nervových vláken je doprovázena zvýšenou sekrecí inzulinu pankreatem, vychytáváním glukózy v buňce a hypoglykemickým efektem.
Regulace ledvin. V glomerulech ledviny se glukóza filtruje a pak se v proximálním tubulu reabsorbuje mechanismem závislým na energii. Množství tubulární reabsorpce je relativně konstantní, s tendencí klesat. Pokud hladina v séru převyšuje 8,8 - 9,9 mmol / l, glukóza se vylučuje močí. Index glykémie, při kterém se objeví glukosurie, se nazývá ledvinový práh. Vylučování glukózy v moči je ovlivněno rychlostí glomerulární filtrace, která je normálně asi 13 ml / min. Když filtrace klesá s renální insuficiencí nebo se snižuje krevní zásobení ledvin, glukóza nebude přítomna v moči, dokonce ani s glykemií výrazně převyšující prahovou hodnotu ledvin, protože méně glukózy je filtrováno a vše má čas na reabsorbování v proximálních tubulech ledvin. V případě nefropatie se zhoršenou reabsorpcí se glukóza může objevit v moči i při normoglykémii. Proto hladina glukózy v moči nemůže být diagnostikována s diabetem.
Hormonální regulace. Stabilita hladiny glukózy v krvi je ovlivněna širokou škálou hormonů, zatímco prakticky pouze inzulin způsobuje hypoglykemický efekt. Glukagon, adrenalin, glukokortikoidy, STH, ACTH a TSH mají protiúrazový účinek se zvýšením hladiny glukózy v krvi.
1. Inzulín je polypeptid, sestávající ze dvou řetězců. A-řetězec obsahuje 21 aminokyselin, B-řetězec - 30 aminokyselin. Řetězy jsou propojeny dvěma disulfidovými můstky. Inzulín je podobný u různých druhů savců: A-řetězec je identický u lidí, prasat, psů, velryb spermatu; B-řetězec je identický u býka, prasete a kozy. Ve skutečnosti se lidský a prasečí inzulin liší pouze v tom, že aminokyselina alanin je na karboxylovém konci řetězce B u prasat a u lidí threoninu. Komerční „lidský inzulín“ se tedy vyrábí nahrazením alaninu threoninem v insulinu prasat.
Inzulín je syntetizován jako neaktivní polypeptidový řetězec proinzulinu, takže je uložen v granulích β-buněk pankreatických ostrůvků Langerhans. Aktivace proinzulinu spočívá v částečné proteolýze peptidu podle Arg31 a Arg63. Výsledkem je, že inzulín a C-peptid se tvoří v ekvimolárním množství (připojený repertid).
Inzulín v krvi je ve volném a proteinově vázaném stavu. K degradaci inzulínu dochází v játrech (až 80%), ledvinách a tukové tkáni. C-peptid také podléhá degradaci v játrech, ale mnohem pomaleji. Bazální koncentrace inzulínu, stanovená radioimunologicky, je zdravá 15-20 mikronů * U / ml. Po perorálním naplnění glukózou vzroste jeho hladina po 1 hodině 5-10krát ve srovnání s počátečním. Rychlost sekrece inzulínu na prázdném žaludku je 0,5-1,0 U / h, po jídle se zvyšuje na 2,5-5 U / h. U zdravých lidí jsou dvě fáze vylučování inzulínu - časný vrchol (3-10 minut po naložení sacharidů) pozdní vrchol (20 minut). Časné uvolnění inzulínu inhibuje prudký vzestup glukózy během její absorpce.
Sekrece inzulínu je kromě hyperglykémie stimulována glukagonem, jakož i střevními polypeptidovými hormony, včetně gastrointestinálního inzulinotropního polypeptidového hormonu (GIP), aminokyselin, volných mastných kyselin, podráždění vagusu.
Metabolický účinek inzulínu je komplexní, zahrnuje přímé účinky na lipid, protein a zejména ve spojení s diabetes mellitus - na výměnu D-glukózy. Inzulín zvyšuje membránový transport glukózy, aminokyselin a K +, aktivuje mnoho intracelulárních enzymů. Současně molekula inzulínového polypeptidu není schopna proniknout buněčnou membránou, takže všechny účinky inzulínu jsou prováděny prostřednictvím speciálních receptorů na povrchu buněčné membrány. Inzulinový receptor je komplexní, sestává z a-a β-podjednotek spojených disulfidovými můstky.
Vysoké koncentrace inzulínu v krvi mají anabolické a nízko-katabolické účinky na metabolismus.
Inzulín může vyvolat rezistenci, akutní rezistenci spojenou s infekcemi nebo zánětem. Rezistence může být určena výskytem protilátek proti inzulínu (IgG) a necitlivosti tkáně v krevním řečišti, která je často pozorována u obezity. Afinita (receptorová afinita k inzulínu) a / nebo počet receptorů závisí na řadě faktorů; jedná se o sulfonylmočovinové léky, pH, cAMP, fyzickou aktivitu, povahu a složení potravin, protilátek a dalších hormonů.
2. Glukagon - v podstatě jeho účinky jsou opakem inzulínu. Glukagon stimuluje glykogenolýzu jater a glukoneogenezi a podporuje lipolýzu a ketogenezi.
3. Adrenalin v játrech stimuluje glykogenolýzu a glukoneogenezi, v kosterních svalech - glykogenolýzu a lipolýzu, v tukové tkáni zvyšuje lipolýzu. Nadměrná produkce adrenalinu je pozorována u feochromocytomu s přechodnou hyperglykémií v krvi.
4. Glukokortikoidy zvyšují glukoneogenezi, inhibují transport glukózy, inhibují glykolýzu a pentózový fosfátový cyklus, snižují syntézu proteinů, zesilují účinek glukagonu, katecholaminů, somatotropního hormonu. Nadměrná produkce glukokortikoidního hydrokortizonu je charakterizována Itsenko-Cushingovým syndromem, při kterém dochází k hyperglykémii v důsledku nadměrné tvorby glukózy z proteinů a jiných substrátů.
5. Hormony štítné žlázy zvyšují rychlost využití glukózy, urychlují její absorpci ve střevě, aktivují inzulinázu, zvyšují bazální metabolickou rychlost, včetně oxidace glukózy. Hormon stimulující štítnou žlázu vyvolává metabolické účinky prostřednictvím stimulace štítné žlázy.
6. Somatotropní hormon má metabolický účinek, má hyperglykemický účinek a lipolytický účinek v tukové tkáni.
7. Adrenokortikotropní hormon přímo a prostřednictvím stimulace uvolňování glukokortikoidů způsobuje výrazný hyperglykemický účinek.
Hyperglykémie - zvýšení hladiny glukózy v krvi nad 6,0 mmol / l nalačno. Normální koncentrace glukózy v krvi nalačno je 3,33 - 5,55 mmol / l. Hyperglykemické stavy u lidí jsou častější než hypoglykémie. Rozlišují se tyto typy hyperglykémie:
1. Fyziologická hyperglykémie. Jedná se o rychle reverzibilní stavy. Normalizace hladiny glukózy v krvi nastává bez jakýchkoliv vnějších nápravných opatření. Patří mezi ně:
1. Alimentární hyperglykémie. Vzhledem k přísunu potravin obsahujících sacharidy. U prakticky zdravých lidí je vrchol hladiny glukózy v krvi dosažen přibližně na konci první hodiny po začátku jídla a do konce druhé hodiny po jídle se vrátí na horní hranici normy. Aktivace sekrece inzulínu β-buňkami Langerhansových ostrůvků pankreatu začíná reflexně, bezprostředně poté, co se potrava dostane do ústní dutiny a dosáhne maxima, když se potrava dostane do dvanácterníku a tenkého střeva. Inzulín poskytuje transmembránový přenos molekul glukózy z krve do cytoplazmy buněk. To zajišťuje dostupnost sacharidů v potravinových buňkách těla a omezuje ztrátu glukózy v moči.
2. Neurogenní hyperglykémie. Vyvíjí se v reakci na psychický stres a je způsoben uvolňováním velkého množství katecholaminů do krve. Pod vlivem zvýšené koncentrace katecholaminů v krvi je aktivována adenylátcykláza. V cytoplazmě hepatocytů a kosterního svalu zvyšuje adenylátcykláza hladinu cyklického AMP. Dále cAMP aktivuje proteinovou kinázu fosforylázy „b“, která převádí neaktivní fosforylázu „b“ na aktivní fosforylázu „a“. V procesu glykogenolýzy, fosforyláza "a" reguluje rychlost rozkladu glykogenu v játrech a svalech. Hyperkoncentrace katecholaminů v krvi během psycho-emocionálních a motorických zátěží a přetížení tak vede ke zvýšené aktivitě fosforylázy „a“ a urychluje rozpad glykogenu v játrech a kosterních svalech.
2. Patologická hyperglykémie. Jejich vývoj může být způsoben:
1) neuroendokrinní poruchy, které jsou založeny na porušení optimálního poměru mezi hladinami hormonů hypo- a hyperglykemického působení v krvi. Například u onemocnění hypofýzy, nádorů kůry nadledvinek, s feochromocytomem, hypertyreózou; s nedostatečnou produkcí inzulínu;
2) organické léze centrálního nervového systému, poruchy mozkové cirkulace různých etiologií;
3) významná jaterní dysfunkce zánětlivé nebo degenerativní povahy;
4) konvulzivní stavy, kdy dochází ke štěpení svalového glykogenu a tvorba laktátu, z něhož se glukóza syntetizuje v játrech;
5) působení určitých typů léků (morfin, ether), stimulujících sympatický nervový systém a tím přispívající k rozvoji hyperglykémie.
Nejčastější hyperglykémie nastává, když inzulínová nedostatečnost - hyperglykémie závislá na inzulínu, která je základem diabetes mellitus.
Diabetes mellitus je skupina metabolických (metabolických) onemocnění charakterizovaných hyperglykemií, která je výsledkem defektů v sekreci inzulínu a / nebo účinkem inzulínu, nebo obou. Chronická hyperglykémie u diabetu je kombinována s poškozením, dysfunkcí a nedostatkem různých orgánů, zejména očí, ledvin, nervů, srdce a cév.
Patogeneze diabetes mellitus se skládá z několika vazeb: od autoimunitního poškození β-buněk pankreatu, po němž následuje nedostatek inzulínu k poruchám, které vyvolávají inzulínovou rezistenci. Základem metabolických poruch sacharidů, tuků a proteinů při cukrovce je nedostatečnost účinku inzulínu v cílových tkáních. Poruchy vylučování inzulínu a defekty jeho působení často koexistují u stejného pacienta a někdy není jasné, které porušení je primární příčinou hyperglykémie.
Příznaky těžké hyperglykémie zahrnují polyúrii, polydipsii, ztrátu hmotnosti, někdy s polyfágií a sníženou ostrost zraku. Porucha růstu a náchylnost k infekcím mohou také doprovázet chronickou hyperglykémii. Akutní, život ohrožující komplikace diabetu - hyperglykémie s ketoacidózou a hyperosmolární syndrom bez ketózy.
Chronické komplikace diabetu zahrnují retinopatii s možným rozvojem slepoty; nefropatie vedoucí k selhání ledvin; periferní neuropatie s rizikem ulcerace na dolních končetinách a amputaci, stejně jako Charcotův kloub; autonomní neuropatie, způsobující gastrointestinální, urogenitální, kardiovaskulární symptomy a sexuální dysfunkci. U pacientů s diabetem je četnost aterosklerotických vaskulárních lézí srdce, periferních a mozkových cév vysoká. U pacientů se často vyskytuje hypertenze, poruchy metabolismu lipoproteinů a paradontóza. Emocionální a sociální dopad diabetu a potřeba léčby může způsobit významnou psychosociální dysfunkci u pacientů a jejich rodin.
Rozlišují se dvě patogenetické kategorie diabetes mellitus: první a druhá. Diabetes mellitus typu I (nebo typu I) typu I je způsoben absolutním nedostatkem sekrece inzulínu. U diabetiků kategorie II (typ II) existuje jak inzulinová rezistence, tak nedostatečná kompenzační odpověď na inzulin-sekreci.
Diabetes typu I (zničení p-buněk, obvykle vedoucí k absolutnímu nedostatku inzulínu). V této kategorii existují dvě formy: imunitně zprostředkovaný diabetes a idiopatický diabetes.
Imunitně zprostředkovaný diabetes. Tato forma diabetu je také označována termíny: inzulín-dependentní diabetes mellitus (IDDM), diabetes typu I, diabetes s juvenilním nástupem. Je výsledkem autoimunní destrukce pankreatických p-buněk.
Mezi markery destrukce β-buněčných imunit patří autoprotilátky ostrůvků (ICA), autoprotilátky inzulínu (IAA), autoprotilátky dekarboxylázy kyseliny glutamové (GAD65) a autoprotilátky proti tyrosin fosfatázám LA-2 a LA2b.
Etiopatogeneze. Pod vlivem virů a chemických činidel, na pozadí insulitidy (zánět pankreatických ostrůvků), je antigen exprimován na povrchu β-buněk. Makrofágy rozpoznávají tento antigen jako cizí, aktivují imunitní reakci T-buněk. Reakce T-buněk namířená proti exogenním antigenům může ovlivnit buněčné antigeny ostrůvků a tím způsobit poškození p-buněk. Autoprotilátky se objevují na povrchu a cytoplazmatických antigenech p-buněk. Autoimunitní destrukce probíhá skrytě, od okamžiku spuštění těchto reakcí na klinický projev (smrt 80-90% β-buněk) v určitém období. Klinicky je nástup diabetu typu I posledním stupněm poškození buněk ostrůvků. Imunitně zprostředkovaný diabetes obvykle začíná v dětství a dospívání, ale může se rozvinout v jakémkoliv období života, dokonce i ve věku 80-90letých.
Při včasném zjištění poškození těchto buněk a při adekvátní léčbě může být zastaveno a zabráněno poškození buněk.
Autoimunitní destrukce β-buněk má mnoho geneticky recesivních predispozičních faktorů, ale je také ovlivněna faktory prostředí, které jsou špatně pochopeny. Ačkoli pacienti mají vzácně obezitu, její přítomnost neznamená neslučitelnost s touto diagnózou. Pacienti s diabetem typu I jsou také často náchylní k jiným autoimunitním onemocněním, jako je například Gravesova choroba, Hashimotova tyreoiditida, Addisonova choroba, vitiligo atd.
Idiopatický diabetes. Některé formy diabetu typu I nemají žádnou známou etiologii. Řada takových pacientů má přetrvávající inzulinopenii a tendenci k ketoacidóze, ale postrádají ukazatele autoimunitního procesu. Ačkoli do této kategorie spadá pouze menšina pacientů s diabetem typu I, z těch, kteří mohou být klasifikováni jako diabetes, je většina z nich afrického nebo asijského původu. U pacientů s touto formou diabetu se příležitostně vyskytuje ketoacidóza a mezi těmito epizodami představuje různé stupně nedostatku inzulínu. Tato forma diabetu má jasnou dědičnost, nedostatek údajů o autoimunitním poškození β-buněk a není spojena s HLA. Absolutní potřeba inzulinové substituční terapie u těchto pacientů se může objevit a vymizet.
Diabetes typu II (od převládající inzulínové rezistence s relativním nedostatkem inzulínu k převládajícímu defektu inzulinové sekrece s relativní inzulínovou rezistencí).
Tato forma diabetu je také označována termíny: inzulín-dependentní diabetes mellitus (NIDDM), diabetes typu II, diabetes s nástupem dospělých. s "dospělým" začátkem. Inzulín není zpočátku pro tyto pacienty životně důležitý.
Hlavní příčinou diabetu typu II je necitlivost tkání závislých na inzulínu (játra, sval, tuková tkáň) na inzulín. Normálně se inzulin váže na specifické receptory na buněčné membráně a tím spouští příjem glukózy buňkou a intracelulární metabolismus glukózy. Rezistence může nastat na úrovni receptoru a post-receptoru. V tomto případě se inzulín nejprve vyrábí v normálním nebo nadměrném množství.
Většina pacientů s touto formou je obézní, sama o sobě způsobuje určitý stupeň inzulinové rezistence. U pacientů, kteří nemají obezitu podle tradičních hmotnostních kritérií, může být zvýšené procento tělesného tuku distribuovaného hlavně v břišní oblasti. U tohoto typu diabetu se ketoacidóza zřídka vyvíjí spontánně, a když je pozorována, je obvykle spojena se stresem v důsledku jiného onemocnění, jako je infekce. Tato forma diabetu často zůstane nediagnostikovaná po mnoho let, protože hyperglykémie se vyvíjí postupně, a časné stádia někdy nejsou dostatečně vyjádřená pro pacienta pozorovat některého klasických symptomů diabetu. Takoví pacienti jsou ve zvýšeném riziku makrovaskulárních komplikací. I když pacienti s touto formou diabetu mohou mít hladiny inzulínu, které se jeví jako normální nebo zvýšené, lze očekávat, že by byly ještě vyšší v reakci na vysokou glykémii, pokud by β-buňky fungovaly normálně. Sekrece inzulínu u těchto pacientů je tedy neúplná a nedostatečná pro kompenzaci inzulínové rezistence. Inzulínová rezistence se může snížit v důsledku úbytku hmotnosti a / nebo farmakoterapie hyperglykémie, ale zřídka se vrátí do normálu. Riziko vzniku tohoto typu diabetu se zvyšuje s věkem, obezitou a nedostatkem fyzické aktivity. Vyskytuje se častěji u žen s předchozím diabetem u těhotných žen au pacientů s hypertenzí a dyslipidemií a jeho četnost se liší v různých rasových a etnických podskupinách. Některé charakteristiky diabetes mellitus typu I a II jsou uvedeny v tabulce.
Hlavní znaky diabetes mellitus typu I a II