Лекции / Kurs_lektsiy_po_patofiziologii_Ch_2_2018
.pdfСнижение поступления с пищей как общего количества белков, так и (особенно) незаменимых аминокислот.
Расстройство механического размельчения белковых пищевых продуктов в ротовой полости (с участием зубов, жевательных мышц, слюны).
Нарушение формирования полноценного пищевого комка и его глотания (с участием поперечно-полосатых мышц языка, жевательных мышц, мышц глотки, верхнего отдела пищевода и гладких мышц средних и нижних отделов пищевода).
Расстройство расщепления белков до полипептидов и олигопептидов в желудке (с участием пепсинов и соляной кислоты), тонкой кишке (с участием трипсинов поджелудочного и кишечного соков и бикарбонатов желчи, поджелудочного и кишечного соков) и толстой кишке (с участием микроорганизмов-сапрофитов).
Нарушение всасывания продуктов распада белков (в основном аминокислот) в верхних отделах тонкой кишки в результате угнетения транспортных систем микроворсинок, снижения процессов фосфорилирования в слизистой оболочке тонкой кишки, развития воспалительных и дистрофических процессов в слизистой оболочке кишок, уменьшения поступления белков с пищей (при голодании), торможения процесса переваривания белков в желудочно-кишечном тракте, усиления перистальтики и ускорения эвакуации пищи из желудка и кишок.
Расстройство транспорта продуктов распада белков (главным образом аминокислот).
Нарушение промежуточного обмена в слизистой оболочке кишок и разных клеточно-тканевых структурах организма. Наряду с увеличением количества недоокисленных метаболитов, это приводит
кизменению содержания различных аминокислот в результате расстройства следующих процессов:
−трансаминирование аминокислот: образуются новые аминокис-
лоты из-за нарушения обратимого переноса аминогруппы на а- кетокислоту без промежуточного образования свободного аммиака; это происходит вследствие дефицита пиридоксина (витамина В6), снижения активности трансаминаз, влияния кортикостероидов (в основном глюкокортикоидов) и тиреоидных гормонов (трийодтиронина и тироксина);
−окислительное дезаминирование аминокислот (процесс разру-
шения использованных аминокислот путем отнятия аминогруппы); происходит вследствие дефицита пиридоксина, рибофлави-
179
на (витамина В2) или никотиновой кислоты (витамина РР), а также при гипоксии и пищевом голодании;
−декарбоксилирование аминокислот (процесс образования СО2 и
биогенных аминов, в частности нарушение образования гистамина из гистидина, серотонина из 5-окситриптамина); отмечают при генетических дефектах, приводящих к недостаточности декарбоксилаз, гиповитаминозе В6; активизация декарбоксилирования происходит при гипоксии.
Нарушение синтеза белков в организме вследствие уменьшения количества и нарушения качественного состава аминокислот при расстройствах синтеза и активности различных ферментов, нарушениях иннервации и гормональной регуляции (уменьшении образования и действия СТГ и половых гормонов, увеличении образования и активности глюкокортикоидов и тиреоидных гормонов и т.д.).
Нарушение конечного этапа белкового обмена, т.е. расстройство образования конечных азотсодержащих веществ (NH3, NH4, мочевины, мочевой кислоты, глутамина, креатина, креатинина, индикана), а также веществ, не содержащих азота (СО2 и Н2О).
О нарушениях конечного этапа белкового обмена обычно судят по усредненному показателю – концентрации остаточного азота в крови, содержание которого в норме составляет 0,2-0,4 г/л. Остаточ-
ный (небелковый) азот на 50 % состоит из азота мочевины и на
50 % – из немочевинной части азота, так называемого резидуального азота (он на 25 % состоит из азота аминокислот и на 25 % – из других азотистых продуктов).
Увеличение остаточного азота в крови (гиперазотемия) может происходить как за счет возрастания количества резидуального (немочевинного) азота (отмечают при некоторых видах патологии, особенно при печеночной недостаточности), так и за счет мочевинного азота (обнаруживают при нарушении выделительной функции почек). Гиперазотемия часто возникает при гипоксии, травмах, интоксикациях, инфекциях.
В условиях патологии возможно увеличение содержания в крови токсичного аммиака (NH3), что может произойти в результате: 1) снижения мочевыделительной функции почек и мочевыводящих путей; 2) уменьшения NH4-образовательной и мочевинообразовательной функций и печени, и почек; 3) угнетения глутаминообразовательной функции различных органов.
180
4.2. Нарушение обмена нуклеопротеидов
Обусловленно развитием расстройств конечного этапа метаболизма белков, главным образом пуриновых азотистых оснований, приводящих к повышению образования, отложения в тканях и выделения из организма мочевой кислоты. Одновременно это сопровож-
дается значительным увеличением ее содержания в крови (гиперурикемией) и отложением солей мочевой кислоты в виде кристаллов в тканях, главным образом в сухожильных влагалищах, хрящах, различных суставах (особенно кистей рук), что приводит к развитию хронического пролиферативного воспаления и нозологического заболевания, именуемого подагрой. Данное заболевание характеризуется также увеличением выделения с мочой кристаллов уратов (уратных камней), т.е. уратурией. При подагре отмечен положительный лечебный эффект от применения препаратов лития, уменьшающих образование кристаллов и камней. Расстройства обмена нуклеопротеидов, сопровождающиеся увеличением образования и отложением уратных кристаллов, отмечают и при других заболеваниях (атеросклерозе, ожогах, крупозной пневмонии, лейкозах).
Следует отметить, что и у здоровых лиц, особенно пожилого возраста, избыточно потребляющих мясо, пиво, орехи (содержащие пурины), также возможна гиперурикемия.
4.3. Нарушение общего количества и фракций белков в крови
Нарушения общего количества белков в крови и ее белкового состава могут проявляться гипо-, гипер- и диспротеинемией.
Гиперпротеинемия сопровождается повышением содержания белков в плазме крови (более 85 г/л). Она может быть абсолютной (при миеломной болезни, хронических инфекциях, сопровождающихся гипергаммаглобулинемией, а также при различных лимфопролиферативных состояниях) и относительной (при сгущении крови, обезвоживании организма).
Гипопротеинемия характеризуется снижением содержания белков в плазме крови (ниже 65 г/л). Возникает как при снижении поступления в организм, так и при уменьшении синтеза в нем белков (альбуминов и глобулинов), а также при их чрезмерном выделении с мочой – гиперпротеинурии из-за повреждения почек (нарушение процессов фильтрации и реабсорбции) и мочевыделительных путей,
181
либо при кровопотерях, геморрагиях, массивной экссудации и транссудации.
Диспротеинемия сопровождается изменением соотношения различных фракций белков, как без изменения, так и с изменением содержания общего количества белков, например увеличение или снижение альбумин/глобулинового коэффициента (А/Г-коэффициента), в норме составляющего (1,2-1,8) : 1. В условиях патологии наиболее часто развивается снижение А/Г-коэффициента как за счет уменьшения альбуминемии, так и за счет увеличения глобулинемии.
Гиперальбуминемия – редко встречающаяся в клинике форма патологии. Она характеризуется повышением онкотического давления крови, ОЦК, способности плазмы переносить различные неорганические и органические вещества и соединения.
Увеличение количества α1- и α2-глобулинов отмечают при многих острых инфекционных и деструктивно-некротических заболеваниях, остром ревматизме, нефрозах, различных злокачественных опухолях, особенно при карциноме, и т.д.
Повышение количества β-глобулинов в крови возникает при гепа-
титах, β-миеломе, нефрозах и др.
Возрастание содержания γ-глобулинов в крови обнаруживают при различных хронических воспалительных заболеваниях, циррозах печени, γ-миеломе и т.д. Гаммаглобулинемии бывают: физиологическими и патологическими, врожденными и приобретенными, количественными и качественными.
В процессе онтогенеза могут развиваться не только гипергаммаглобулинемия, но и гипогаммаглобулинемия, и дисгаммаглобулинемия, и агаммаглобулинемия, а также появляться физиологически инертные иммуноглобулины или парапротеины (образуемые патологическим клоном иммунокомпетентных клеток, например при миеломной болезни).
Снижение содержания в крови альбуминов возникает при многих заболеваниях и патологических процессах, в частности при алиментарном голодании (главным образом белковом голодании), обширных воспалительных процессах, ожогах, тяжелых и длительно протекающих инфекционных заболеваниях, нефрозах, циррозах печени и т.д.
При гипоальбуминемии нередко отмечают снижение онкотического давления крови, лабильного аминокислотного фонда организма, транспортной способности плазмы переносить различные катио-
182
ны, анионы, соли, билирубин, жирные кислоты, гормоны, лекарственные вещества, ФАВ и различные комплексные соединения.
Гипо-α1-глобулинемия характеризуется уменьшением, а гипер-α1- глобулинемия – увеличением способности плазмы переносить α1- липопротеиды, α1-гликопротеиды, транскортин (а1-глобулин, связывающий кортикостероидные гормоны) и др.
Гипо-α2-глобулинемия сопровождается снижением, а гипер-α2- глобулинемия – повышением способности плазмы транспортировать α2-липопротеиды, гаптоглобин (α2-гликопротеид, способный связываться с гемоглобином, особенно при гемолизе, с образованием соединения, обладающего пероксидазной активностью), церулоплазмин (Cu2+-содержащий окислительный фермент), а также связываться с гемом гемоглобина, содержащим Fe2+ и др.
При дефиците β-глобулинов в крови выявляют уменьшение, а при их избытке – увеличение содержания в плазме β-липопротеидов, трансферрина (белка, транспортирующего железо в организме) и др.
Гипогаммаглобулинемия развивается за счет снижения содержания одного или нескольких иммуноглобулинов (главным образом Ig G, Ig M или Ig A). Это сопровождается угнетением как системного, так и локального иммунитета, в частности уменьшением синтеза антител против вирусных и бактериальных токсинов, а также антител против некоторых видов микроорганизмов.
Нередко при дефиците белка в плазме крови и нарушении в ней соотношения белковых фракций (альбуминов α1-, α2-, β1-, β2-, γ- глобулинов) в организме возникают множественные порочные круги, способствующие усилению гипо- и диспротеинемии, а также развитию анемии, снижению количества и активности различных (структурных, транспортных и / или ферментных) белков, в том числе переваривающей, моторной, всасывательной, экскреторной и инкреторной активности слизистой пищеварительного тракта, еще больше нарушающей белковый обмен.
5. ПАТОФИЗИОЛОГИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА
Углеводы – главный легко и быстро утилизируемый источник энергии в организме. Благодаря взаимосвязанным аэробному и гликолитическому путям расщепления углеводы быстро дают большой прирост энергии, расходуемой на самые разнообразные метаболические, структурные и физиологические процессы. Особую роль угле-
183
воды играют в энергетике ЦНС, использующей около 70 % отдаваемой печенью глюкозы.
Однако запасы углеводов в организме невелики. Так, в печени человека массой 70 кг обычно содержится 50-100 г гликогена (что составляет 200-400 ккал), в мышцах – около 300-500 г гликогена (что составляет 1200-2000 ккал). Отсюда понятно, почему организм нуждается в постоянном поступлении углеводов с пищей или образованию их из глюкогенных аминокислот (аланина, аспарагиновой и глутаминовой) и из липидов (глицерина).
Углеводы необходимы для образования не только макроэргов, но и пентозофосфата и далее рибонуклеотидов, инозиннуклеотидов (участвующих в мышечных сокращениях), коферментов НАД и НАДФ (никотинамидадениннуклеотидов), играющих большую роль в переносе ионов водорода, а значит в окислительных процессах (прежде всего в окислительном фосфорилировании, цикле Кребса).
Образующийся в процессе пентозного цикла НАДФ-Н2 обеспечивает процессы синтеза, например образование высших жирных кислот из ацетилкоэнзима А, т.е. процессы липогенеза. Пентозный путь обмена углеводов вне митохондрий крайне важен для синтеза гормонов в эндокринных железах, процессов липолиза в жировой ткани («липиды сгорают в пламени углеводов»). Известно, что превращение глюкозы в пентозном цикле осуществляется окислительным, а не гликолитическим путем.
Глюкоза также крайне важна для синтеза гликогена во многих органах и тканях, но главным образом – в печени, скелетных мышцах, сердце и головном мозге.
Углеводы в составе мукополисахаридов играют важную роль в структурной организации клеточных мембран и образовании различных ФАВ, например гепарина, а через него участвуют в регуляции антисвертывающей системы крови. Кроме того, гепарин активирует липопротеиновую липазу.
Глюкоза необходима для синтеза глюкуронидов в печени (обеспечивающей процессы детоксикации), в соединительной ткани (обеспечивающей прочность и непроницаемость стенок сосудов и различных органов) и так далее.
Из сказанного ясно, что углеводы (как мономеры, так и полимеры) играют важную роль во многих жизненных процессах организма.
184
5.1. Нарушение основных этапов обмена углеводов
Избыточное или недостаточное поступление углеводов расти-
тельного и животного происхождения в организм.
Недостаточное механическое размельчение пищи, содержащей углеводы (главным образом в ротовой полости), и химическое расщепление углеводов (в основном с участием мальтазы и амилазы) в различных отделах пищеварительного тракта (с участием слюны, соков поджелудочной железы и тонкой кишки).
Нарушение всасывания моно- и димеров в ротовой полости, но главным образом в тонкой кишке в результате угнетения процесса фосфорилирования моносахаридов (из-за действия различных ядов и расстройств микроциркуляции в ворсинках слизистой оболочки кишечника) либо активизации перистальтики кишок (из-за развития воспалительных, дистрофических и опухолевых процессов в стенке пищеварительного тракта).
Расстройство элиминации (выведения) моно- и дисахаридов из слизистой оболочки кишок (в результате угнетения процесса дефосфорилирования с участием фосфатазы) в тканевую жидкость, кровь и лимфу.
Нарушения транспорта углеводов (как в свободном, так и в свя-
занном с белками состоянии) по внутренним средам организма.
Ослабление либо повышение утилизации углеводов разнообраз-
ными клеточно-тканевыми структурами организма.
Снижение или увеличение синтеза гликогена (т.е. гликогенеза) и
других углеводных полимеров (гликолипидов, гликопротеидов), возникающее в разных тканях соответственно из-за угнетения или активизации гексокиназы, обеспечивающей процесс фосфорилирования глюкозы.
Врезультате угнетения процесса гликогенеза снижается содержание гликогена в тканях и органах, особенно в печени (из-за гипоксии, инфицирования, интоксикации, травматических повреждений, интенсивной мышечной работы, значительного возбуждения ЦНС).
Врезультате активизации процесса гликогенеза возрастают синтез и содержание гликогена в тканях, особенно в печени, иногда до развития дистрофического процесса (гликогеноза), чаще выявляемого на фоне прогрессирующего торможения процесса расщепления гликогена из-за угнетения фермента фосфорилазы.
185
При гипо- и авитаминозах, недостаточности коры надпочечников, гипертиреозе и других формах патологии гликоген перестает выполнять функцию энергетического материала, так как он не расходуется на обеспечение различных метаболических и физиологических процессов.
Обычно нарушения процесса гликогенеза сочетаются с расстройствами процессов гликонеогенеза и гликогенолиза.
Уменьшение либо повышение синтеза сахаров из несахаров (глю-
когенных аминокислот и жирных кислот) в результате расстройств процесса глюконеогенеза, регулируемого в основном глюкокортикоидами, а также глюкагоном и СТГ.
Нарушение ресинтеза глюкозы из образующихся и накапливаю-
щихся молочной и пировиноградной кислот, особенно в мышцах.
Расстройство распада гликогена (гликогенолиза) в тканях. Ак-
тивизация процесса распада гликогена (гликогенолиза) происходит вследствие изменения температуры окружающей среды, боли, чрезмерной мышечной работы, гипоксии, возбуждения нервной системы (особенно симпатического отдела), активизации симпатоадреналовой системы, повышения синтеза адреналина, норадреналина, глюкагона, гормона роста, тиреоидных гормонов, реализующих свое действие через активизацию фосфорилазы. Угнетение процесса распада гликогена выявляют при гликогенозах, при активизации фермента гексокиназы и т.д.
Нарушение промежуточного (интермедиарного) обмена моно- и
дисахаридов (обычно сопровождающееся накоплением лактата, пирувата, а также увеличением коэффициента лактат/пируват в крови и тканях организма) наблюдают при различных видах гипоксии, болезнях печени (гепатитах, гепатозах), гиповитаминозах (особенно витаминов группы В), болезнях и патологических процессах, сопровождающихся увеличением содержания и действия глюкагона, глюкокортикоидов, гормона роста и уменьшением образования и биологической активности инсулина.
Расстройство конечного этапа распада углеводов до СО2 и Н2О.
В результате снижения распада углеводов уменьшается содержание СО2 и увеличивается количество недоокисленных продуктов (лактата, пирувата). В результате активизации распада углеводов увеличивается количество СО2 и уменьшается содержание недоокисленных метаболитов.
186
Нарушение (чаще увеличение) выделения углеводов (в основном глюкозы) из организма с биологическими жидкостями (особенно мо-
чой) из-за расстройств процесса фильтрации и реабсорбции углеводов в проксимальных извитых канальцах почек.
Важно отметить, что при расстройствах углеводного обмена получение энергии обеспечивается за счет мобилизации жира (основного энергетического депо) и даже белков (ценнейшего пластического материала). Расщепление липидов требует использования большого количества кислорода. В условиях гипоксии и дефицита углеводов (особенно гликогена) нарушается не только углеводный, но и жировой обмен, что сопровождается накоплением недоокисленных продуктов, развитием кетоза и интоксикацией. Использование же белков в качестве источника энергии нежелательно для организма, так как это еще в большей степени приводит к усилению многообразных метаболических, структурных и функциональных нарушений.
5.2. Основные формы нарушения углеводного обмена
Различные по происхождению, характеру и интенсивности расстройства углеводного обмена, как правило, сопровождаются изменением жизненно важного динамического показателя – содержания глюкозы в крови (в норме составляющей 4,0-6,0 ммоль/л). Величина этого гомеостатического показателя может либо уменьшаться – развивается гипогликемия, либо увеличиваться – развивается гипергликемия.
5.2.1. Гипогликемия
Гипогликемия – уменьшение содержания углеводов (главным образом глюкозы) в плазме крови ниже нормального, сопровождающееся появлением характерных клинических симптомов. Последние обу-
словлены не только количеством глюкозы в крови, но и степенью и скоростью ее снижения в сравнении с нормальным для конкретного человека уровнем гликемии. Среди наиболее важных патогенетических факторов, обусловливающих клинические симптомы гипогликемии, считают нейрогипогликемию и активизацию симпатоадреналовой системы (САС).
Нейрогипогликемия приводит к появлению головной боли, быстрой утомляемости, ощущения голода, снижению и помрачению со-
187
знания, развитию галлюцинаций, общего возбуждения, дрожания, судорог, комы.
Активизация САС обусловливает усиление сердцебиения (частоты и силы сердечных сокращений), появление артериальной гипертензии, расширение зрачков, угнетение секреции пищеварительных соков, спазм периферических сосудов (особенно, кожи), потоотделение, дрожь.
Гипогликемию классифицируют по следующим критериям: 1) по происхождению – наследственная и приобретенная (внутриутробно или постнатально); 2) по клиническому течению – острая и хроническая; 3) по степени компенсации – компенсированная и некомпенсированная; 4) по степени тяжести – легкая, средняя и тяжелая; 5) по обратимости – обратимая и необратимая; 6) по механизму развития
– нервная, эндокринная, печеночная, субстратная, индуцированная;
7)в зависимости от приема пищи – натощак и после еды.
Ведущими патогенетическими факторами гипогликемии являются:
•угнетение симпатоадреналовой системы (сопровождается сни-
жением процессов гликогенолиза и гликонеогенеза);
•уменьшение количества и активности различных контринсу-
лярных гормонов: глюкокортикоидов и АКТГ (вызывающих активацию гликогенеза, гликонеогенеза), СТГ (обеспечивающего усиление гликогенеза, гликонеогенеза и активности инсулиназы), ТТГ и тиреоидных гормонов (усиливающих процессы гликогенолиза, гликонеогенеза и утилизации глюкозы), глюкагона (активирующего гликогенолиз), адреналина и норадреналина (стимулирующих гликогенолиз и гликонеогенез);
•увеличение содержания и биологической активности инсулина
(активизирующего процессы гликогенеза и утилизации глюкозы тканями);
•активизация гликогенеза в печени и других органах, особенно сопровождающаяся развитием и прогрессированием дистрофических процессов в печени (гликогеноза) и других органах, а также на фоне угнетения процессов гликонеогенеза в печени и застойных изменений в ней (например, при правожелудочковой сердечной недостаточности);
•недостаточный прием углеводов с пищей (особенно при голода-
нии или длительных перерывах в приеме пищи);
•угнетение всасывания углеводов в пищеварительном тракте;
188