• Оследствия дефицита инсулина

Быстрые последствия

1. Гипергликемия – так как отсутствует влияние инсулина и превалирует влия-

ние глюкагона, адреналина, кортизола, гормона роста.

2. Глюкозурия – почечный порог для глюкозы, т.е. концентрация глюкозы в кро-

ви при которой она появляется в моче, примерно равен 10,0 ммоль/л. В норме в мо-

че уровень глюкозы 0,8 ммоль/л и до 2,78 ммоль/сут, в других единицах около 0,5

г/сут, при СД количество теряемой глюкозы составляет до 100 г/сут и более.

3. Преобладание катаболизма белков над анаболизмом ведет к накоплению

продуктов азотистого об-

мена, в первую очередь мочевины и ее повышен-

ному выведению. Избыток

аминокислот уходит в глю-

конеогенез.

4. Глюкоза и мочевина

осмотически удерживают воду в просвете поччного

канальца и возникает по-

лиурия. Объем мочи воз-растает в 2-3 раза.

5. Повышенный распад

ТАГ в жировой ткани и пе-чени обуславливает ано-

мально высокое окисление

жирных кислот и накопле-ние их недоокисленных

продуктов – кетоновых тел.

Это приводит к кетонемии,

кетонурии и кетоацидозу.

При диабете концентрация кетоновых тел возрастает

• 100-200 раз и достигает

350 мг% (норма 2 мг% или

0,1-0,6 ммоль/л).

6. При полиурии с мо-

чой, кроме воды, теряются соли, в частности карбо-

наты, имеющие щелочной характер. Это усугубляет ацидоз.

6. В результате

.п.п.4,5,6 возникает дегид-

ратация (в тяжелых случаях до 5 л) организма, которая заключается в падении объ-

ема крови, обезвоживанию клеток и их сморщиванию (дряблая кожа, запавшие гла-

за, мягкие глазные яблоки, сухость слизистых), уменьшению артериального давле-ния. Ацидоз вызывает одышку (дыхание Kussmaul, быстрое и глубокое) и дополни-

тельную дегидратацию.

8. Активируется центр жажды и начинается полидипсия.

8. Дегидратация неминуемо приводит к недостаточности кровообращения в тка-

нях – активируется анаэробный гликолиз, накапливается лактат и в дополнение к ке-

тоацидозу возникает лактацидоз.

8. Закисление среды вызывает изменение взаимодействия инсулина с рецепто-

рами, клетки становятся нечувствительными к инсулину – инсулинорезистент-

ность.

8. Ацидоз крови уменьшает концентрацию 2,3-дифосфоглицерата в эритроци-

тах. Это, повышая сродство гемоглобина к кислороду, создает тканевую гипоксию и

усугубляет лактацидоз

Отдаленные последствия

Гипергликемия резко повышает потребление глюкозы инсулиннезависимыми тканями (клетки артериальных стенок, эндотелия, клетки Шванна, эритроциты, хру-

сталик и сетчатка глаза, семенники и гломерулярные клетки почек), в них вынужден-но активируется особые пути метаболизма глюкозы. Их интенсивность определяется только доступностью глюкозы:

1. Превращение глюкозы в

сорбитол.

Сорбитол плохо проникает через клеточные мембраны, его накопление в цитозоле приводит

• осмотическому набуханию кле-ток и нарушению их функций. Например, возникновение ката-ракты хрусталика и нейропатий (нарушение осязания) в клетках Шванна

2. Неферментативное гли-козилирование различных бел-

ков, изменение их свойств и активация их синтеза за счет избытка энергии:

• увеличивается синтез гликопротеинов базальной мембраны почечных клу-бочков. Это приводит к окклюзии капилляров и нарушению фильтрации

• увеличивается синтез гликопротеинов в сетчатке глаза, что вызывает отек

сетчатки и кровоизлияния

• увеличивается синтез гликопротеинов в стекловидном теле

• увеличивается синтез тканевых белков за счет доступности глюкозы и энер-

гии

• гликозилированные белки хрусталика объединяются в крупные агрегаты,

рассеивающие свет. Это вызывает помутнение хрусталика и катаракту.

• гликозилирование гемоглобина в эритроцитах, образование HbA_1C

• белков свертывающей системы, что увеличивает вязкость крови

• белков ЛПНП, что уменьшает их связывание с рецепторами и повышает концентрацию ХС в крови

• белков ЛПВП, что усиливает их сродство к рецепторам и быструю элимина-

цию из кровотока

Из-за двух последних нарушений возникают макроангиопатии развивается ате-

росклероз сосудов мозга, сердца, почек, конечностей. Характерно в основном для

ИНЗСД.

ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ

При калорийности рациона 2000–3000 ккал суточное потребление углеводов составляет 300-450г. С пищей поступает крахмал, сахароза, лактоза, пищевые волокна (клетчатка и др.). Переваривание углеводов начинается в ротовой полости при участии α-амилазы слюны, которая расщепляет в крахмале α-1,4-гликозидные связи. Полное расщепление крахмала здесь не происходит, так как пребывание пищи во рту кратковременно. Из крахмала в ротовой полости образуются крупные фрагменты – декстрины. Желудочный сок не содержит ферментов, расщепляющих углеводы. Дальнейшее переваривание углеводов происходит в тонком кишечнике. Фермент поджелудочной железы α-амилаза расщепляет α-1,4-гликозидные связи крахмала и декстринов, α-1,6-гликозидные связи расщепляются ферментом кишечного сока – амило-1,6-гликозидазой. При действии двух ферментов образуется дисахарид мальтоза. Амилаза поджелудочной железы не расщепляет β-1.4-гликозидные связи, которыми соединены остатки глюкозы в молекуле целлюлозы. Поэтому пищевые волокна не перевариваются, но они должны присутствовать в рационе, так как улучшают перистальтику, ускоряют чувство насыщения и снижают уровень холестерина в крови, поскольку на них происходит адсорбция желчных кислот и выведение их из организма. Пищевые волокна обязательно должны присутствовать в рационе при ожирении, запорах, атеросклерозе, сахарном диабете. Мальтоза, образовавшаяся из крахмала, а также дисахариды пищи – сахароза и лактоза перевариваются ферментами тонкого кишечника – дисахаридазами. Эти ферменты работают не в просвете кишечника, а на поверхности эпителиальных клеток кишечника. Мальтоза расщепляется мальтазой до 2 молекул глюкозы, лактоза – лактазой до глюкозы и галактозы, сахароза – сахаразой до глюкозы и фруктозы (рис.3). Все моносахариды всасываются, сначала путем облегченной диффузии, а затем активным транспортом в симпорте с ионами Nа⁺.

Рис.3. Катаболизм дисахаридов и патогенез дисахаридозов

В крови воротной вены содержатся три моносахарида: глюкоза, фруктоза и галактоза. Все они попадают в печень, где происходит унификация фруктозы и галактозы, т.е. они превращаются в глюкозу – единственный моносахарид, используемый всеми клетками нашего организма.

Дисахаридозы – нарушение переваривания дисахаридов, связанные с недостаточной активностью дисахаридаз. Недостаточная активность ферментов может быть врожденной и приобретенной. Симптомы врожденных форм проявляются достаточно рано, например, после первого кормления грудным молоком (при дефиците лактазы) или при добавлении в рацион сахара или крахмала. Приобретенные формы могут наблюдаться при заболеваниях кишечника. Нерасщепленные дисахариды вызывают осмотическую диарею, сбраживаются микрофлорой кишечника с образованием углекислого газа, что приводит к метеоризму, коликам.

ОБМЕН ГЛИКОГЕНА

Многие ткани в качестве резервной формы глюкозы синтезируют гликоген. Синтез и распад гликогена обеспечивают постоянство концентрации глюкозы в крови. Синтезгликогена происходит в покое и сытости, как любой анаболический процесс требует энергии. Депонируется гликоген главным образом в печени и мышцах. Глюкоза, поступившая в клетку, фосфорилируется при участии гексокиназы за счет АТФ, при этом образуется глюкозо-6-фосфат, который в ходе обратимой реакции под действием фосфоглюкомутазы превращается в глюкозо-1-фосфат. Затем при участии УТФ глюкозо-1-фосфат превращается в УДФ-глюкозу. Эта молекула используется как донор остатков глюкозы при синтезе гликогена.

Так как гликоген в клетке никогда не расщепляется полностью, синтез гликогена осуществляется путем удлинения уже имеющейся молекулы полисахарида, называемой «затравка». К «затравке» последовательно присоединяются остатки глюкозы из УДФ-глюкозы α- 1,4-гликозидной связью при участии фермента гликогенсинтазы. Разветвленная структура гликогена образуется при участии «фермента ветвления» (рис.4). Регуляторными ферментами в синтезе гликогена являются гликогенсинтаза и гексокиназа. Синтез гликогена увеличивается под влиянием инсулина, а тормозится глюкагоном, катехоламинами, глюкокортикостероидами.

Рис.4. Обмен гликогена печени

Распад гликогена происходит путем последовательного отщепления остатков глюкозы в виде глюкозо-1-фосфата. Гликозидная связь расщепляется с присоединением неорганического фосфата, поэтому процесс называется фосфоролизом, а фермент – фосфорилазой. Образовавшийся глюкозо-1-фосфат затем изомеризуется фосфоглюкомутазой до глюкозо-6-фосфата. В печени (но не в мышцах) глюкозо-6-фосфат может гидролизоваться с образованием глюкозы, которая выделяется в кровь. Эту реакцию катализирует глюкозо-6-фосфатаза. Мышечный гликоген не используется для поддержания уровня глюкозы в крови, так как в мышцах нет фермента глюкозо-6-фосфатазы и образование свободной глюкозы там невозможно, а глюкозо-6-фосфат не может проникать через мембрану клеток. Таким образом, печень запасает глюкозу в виде гликогена не столько для собственных нужд, сколько для поддержания постоянной концентрации глюкозы в крови. Функция мышечного гликогена заключается в освобождении глюкозо-6-фосфата, потребляемого в самой мышце для окисления и использования энергии.

Регуляторными ферментами распада гликогена являются фосфорилаза и глюкозо-6-фосфатаза. Процесс распада усиливают катехоламины, глюкагон, глюкокортикостероиды; тормозит инсулин.