Задача №32.
7-ми летнему ребенку необходимо определить сахар крови для исключения диагноза сахарного диабета. Ребенок перед проведением пробы в лаборатории волновался, много плакал. Установлено, что в крови ребенка уровень сахара выше нормы. Можно ли утверждать, что у ребенка сахарный диабет? Ответ подтвердите необходимой схемой.
Волнение, эмоционально напряжение, стресс приводят к активации симпатоадреналовой системы, в результате чего из мозгового вещества надпочечников в кровь выбрасывается адреналин.
Адреналин связывается с рецепторами на мембранах клеток различных тканей, в частности клеток печени. Это приводит к превращению неактивной аденилатциклазы (Н.А.) в активную аденилатциклазу (А.А.) в мембране гепатоцита. Активная аденилатциклаза переводит АТФ в цАМФ, который является вторичным мессенджером и приводит к активации некоторых регуляторных белков-ферментов в клетке, таких как протеинкиназа А. Протеинкиназа А обладает множеством действий, в частности, приводит к инактивации фермента синтеза гликогена – гликогенсинтетазы, а также активирует фермент распада гликогена - гликоген-фосфорилазу. В данной реакции участвует одновременно 2 молекулы гликоген-фосфорилазы B, к каждой из которых присоединяется по 2 фосфорных остатка от АТФ, данный процесс называется химическая модификация. В результате этого образуется одна молекула активной гликоген-фосфорилазы A. Данный фермент отщепляет от гликогена молекулы глюкозо-6-фосфата. Глюкозо-6-фосфат идет на энергодающие пути, но помимо этого, основная часть ферментом глюкозо-6-фосфатаза превращается в глюкозу, которая выводится в кровь для обеспечения других тканей. Таким образом, уровень глюкозы в крови повышается. Для уточнения диагноза сахарный диабет следует использовать дополнительные методы исследования.
Задача №33.
Всеядное животное содержится на рационе, лишенном углеводов. Количество белков и жиров в рационе достаточно. Концентрация сахара в крови нормальная. За счет каких процессов поддерживается уровень глюкозы в крови? Повышение содержания каких продуктов метаболизма в крови и тканях можно ожидать? Объясните.
При отсутствии в пище углеводов наблюдается снижение уровня глюкозы в крови, это приводит к общему дефициту энергии, снижению секреции инсулина и увеличению секреции глюкагона. Сигналы о дефиците энергии от периферических тканей поступают в ЦНС, активируется гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось, надпочечники секретируют в кровь глюкокортикоиды, под действием которых в печени активируется глюконеогенез. Глюкагон, воздействуя на клетки печени, в свою очередь поддерживает реакции глюконеогенеза и активирует распад гликогена. Помимо этого, в клетках жировой ткани глюкагон активирует липолиз, в крови повышается концентрация высших жирных кислот. В периферических тканях ВЖК вступают в реакции β-окисления, и распадаются до ацетил-КоА. Ацетил-КоА может вступать в цикл Кребса, а может идти на синтез холестерина или ВЖК, но этого не происходит, поскольку данные процессы инсулин-зависимы и при дефиците инсулина не идут. Поэтому в печени ацетил-КоА идет на синтез кетоновых тел, данный процесс так же активируется глюкагоном. В крови повышается концентрация кетоновых тел, развивается кетоацидоз и кетонурия.
Таким образом, при безуглеводной диете уровень глюкозы в крови поддерживается за счет распада гликогена и глюконеогенеза, помимо этого в крови повышается концентрация свободных жирных кислот и кетоновых тел.