Учебник

эндотелия. Особое место в патологии эндотелиальных клеток занимает неферментативное гликирование их белковых макромолекул. Особенно этим изменениям подвержены сосуды сетчатой оболочки глаза (диабетические ретинопатии) и сосуды почек (нефропатия). Выраженность микроангиопатий тесно связана с тщательностью контроля сахарного диабета.

Гестационный сахарный диабет. Лабораторная диагностика. У

здоровых беременных женщин из-за потребления глюкозы растущим плодом ее уровень натощак может быть немного снижен по сравнению с небеременными женщинами. Адаптивные гормональные сдвиги при беременности вызывают некоторое повышение толерантности к инсулину организма женщины, что направлено на увеличение доступности глюкозы для плода. У некоторых женщин эта, так называемая, относительная недостаточность инсулина может вызвать развитие диабета беременных -

гестационный диабет. При возникновении гестационного сахарного диабета на начальных сроках беременности отмечено значительное возрастание риска самопроизвольного аборта и появления врожденных пороков развития сердца и мозговых структур плода. Если сахарный диабет начинается в более поздние сроки беременности (2-3й триместры), это приводит к чрезмерному росту плода (макросомии) и гиперинсулинемии, а после рождения может

осложниться диабетической фетопатией.

Специфических проявлений при гестационном сахарном диабете не выявляется, поэтому единственным критерием для постановки диагноза является лабораторный скрининг беременных. Женщины, входящие в группу риска, при первом же обращении в женскую консультацию должны сдать анализ на уровень сахара в крови натощак на фоне обычной диеты и физических нагрузок. Если уровень сахара в крови, взятой из пальца,

составляет 4.8-6,0 ммоль/л, рекомендуется пройти специальный тест с

нагрузкой глюкозой.

Для выявления гестационного сахарного диабета беременным в период

глюкозотолерантный тест, который показывает качество усвоения глюкозы организмом. Если уровень глюкозы в плазме крови, взятой натощак,

превышает 5,1 ммоль/л, через час после еды – более 10,0 ммоль/л, а через пару часов – более 8,5 ммоль/л, то у врача есть основание диагностировать гестационный сахарный диабет. При необходимости тест можно проводить неоднократно.

При своевременном диагностировании заболевания и последующем выполнении рекомендаций врача риск рождения больного ребенка снижается до 1-2%.

5.3.4. Обмен дисахаридов и его нарушения

Дисахариды составляют около 40 % углеводов, получаемых с пищей.

Всасываются углеводы в виде моносахаров. Поэтому нарушение переваривания дисахаридов может вызвать существенные патологические последствия. Активность дисахаридаз различна в разных отделах кишечника,

подвержена индивидуальным колебаниям, зависит от желудочной секреции.

Сахара лактоза, сахароза и мальтоза расщепляются ферментами лактазой,

сахаразой и мальтазой, которые вырабатывает cлизистая оболочка тонкой кишки. В норме ферменты расщепляют эти сахара до моносахаридов,

включая глюкозу, которые затем всасываются в кровь через кишечную стенку. При врожденном или приобретенном недостатке необходимого фермента сахара не перевариваются и не могут поступать в кровоток,

поэтому остаются в тонкой кишке. Дисахариды блокируют места всасывания моносахаридов, поэтому всасывание моносахаридов нарушается.

Возникающая в результате высокая концентрация сахара приводит к поступлению жидкости в тонкую кишку, что сопровождается поносом.

Непереносимость лактозы. Чаще других встречается дефицит лактазы. У детей различают 2 формы непереносимости лактозы:

доброкачественная без лактозурии и злокачественная с лактозурией. При 1

форме исключение из пищи новорожденных лактозы приводит к

552

исчезновению патологических проявлений. При 2 тяжелой форме возникают значительные вторичные проявления: дегидратация, ацидоз, лактозурия,

замедляется рост ребенка, может наблюдаться поражение почек, ЦНС,

развивается гипотрофия. Непереваренная лактоза поступает в толстую кишку, где расщепляется бактериями до органических кислот (молочная,

уксусная). Повышение концентрации лактозы и органических кислот увеличивает осмолярность в просвете кишки, нарастает секреция жидкости,

объем химуса, усиливается моторика кишечника, развивается осмотическая диарея. Диагностика дисахаридазной недостаточности основана, в первую очередь, на клинических проявлениях (боли, вздутие, дискомфорт), а также на определении активности ферментов дисахаридаз в биоптатах слизистой оболочки тонкой кишки, определении лактозы, сахарозы в кале, снижении рН кала, проведении нагрузочных тестов.

Непереносимость сахарозы. Непереносимость сахарозы –состояние,

характеризующееся отсутствием или недостатком сахаразы в кишечнике человека. Врожденная первичная сахаразная недостаточность развивается в результате мутации гена, кодирующего синтез фермента сахаразы. В

результате сахараза синтезируется в меньшем количестве или не синтезируется совсем. Приобретенная вторичная сахаразная недостаточность развивается в результате острых кишечных инфекций, хронических энтеритов (воспаление слизистой оболочки тонкого кишечника),

паразитарных инвазий кишечника (например, при лямблиозах), длительного приема некоторых медикаментов (например, антибиотиков). Транзиторная сахаразная недостаточность возникает в первые дни жизни ребенка из-за замедленного созревания ферментативных систем. Лабораторная диагностика сводится к исследованию кала и биоптатов кишечника. В кале рН меньше 5,0 наблюдается наличие сахарозы, повышенное содержание молочной и уксусной кислот, нарушается баланс микрофлоры кишечника. В

биоптатах слизистой тонкого кишечника определяется недостаточность

553

сахаразной активности, генетический анализ проводится для выявления мутации гена, кодирующего синтез сахарозы в организме.

5.3.5. Обмен гликогена

Гликоген синтезируется из глюкозо-6-фосфата в результате

сочетанного действия гликогенсинтетазы и «ветвящего» фермента гликоген.

В молекуле гликогена может содержаться до миллиона моносахаридов. При этом происходит как бы кристаллизация гликогена, в результате он не обладает осмотическим эффектом. Такая форма пригодна для хранения глюкозы в клетке. Если бы такое количество молекул глюкозы было растворено, то из-за осмотических сил клетку бы разорвало. Гликоген является депонированной формой не только глюкозы, но и энергии. В

составе гликогена присутствует глюкоза, которая прошла этап фосфорилирования, на что затрачена значительная энергия. Гликоген содержится практически во всех тканях, в клетках нервной системы его минимальное количество, в печени и мышцах его особенно много.

Путь расщепления гликогена – гликогенолиз. Гликоген в организме в основном сохраняется в печени и скелетных мышцах. Гликоген мышц используется в качестве источника энергии при интенсивной физической нагрузке. Гликогенолиз в печени активируется в ответ на снижение глюкозы при перерывах в приеме пищи или как стрессовая реакция. Основными гормонами, активирующими гликогенолиз, являются глюкагон, адреналин и кортизол.

Гликогеновая болезнь, типы гликогенозов. Гликогенозы - это группа наследственных заболеваний, связанных с дефектами ферментов, при которых нарушен распад гликогена. Несмотря на огромный запас гликогена в органах, у больных детей развивается (табл. 5.31).

Таблица 5.31

Гликогенозы – болезни накопления гликогена

554

Наиболее изучена болезнь Гирке (гликогеноз I типа), при этом заболевании блокировано расщепление гликогена из-за отсутствия фермента глюкозо-6-фосфатазы, структура гликогена нормальная. Нарушено образование свободной глюкозы, образуется много лактата. Гипогликемия приводит к активации жирового обмена, окисление липидов сопровождается образованием кетоновых тел. Гипогликемия проявляется ярко при определении глюкозы в крови глюкозоксидазным и гексокиназным методами. Велика ценность адреналиновой и глюкагоновой пробы, так как адреналин и глюкагон не повышают уровень глюкозы в крови из-за неспособности печени поставлять свободную глюкозу из гликогена.

Лабораторная диагностика гликогенозов. При лабораторной диагностике гликогеноза I типа измеряют уровни глюкозы, лактата, мочевой кислоты и активность ферментов печени натощак. У новорожденных и грудных детей с гликогенозом типа I уровень глюкозы в крови после 3-4-

часового голодания падает до 2,2 ммоль/л и ниже; если продолжительность голодания превышает 4 ч, уровень глюкозы почти всегда меньше 1,1

ммоль/л. Гипогликемия сопровождается значительным повышением уровня лактата и метаболическим ацидозом Сыворотка обычно мутная или похожа

555

на молоко из-за очень высокого содержания триглицеридов и умеренно повышенного содержания холестерина.

Чтобы отличить гликогеноз типа I от других гликогенозов проводят провокационную пробу с глюкагоном: глюкагон вводят в/м или в/в струйно в дозе 30 мкг/кг (но не более 1 мг) через 4-6 ч после еды или приема глюкозы;

кровь для определения глюкозы и лактата берут за 1 мин до инъекции глюкагона и через 15, 30, 45, 60, 90 и 120 мин после инъекции. При гликогенозе типа I глюкагон не повышает либо незначительно повышает уровень глюкозы, тогда как исходно повышенный уровень лактата продолжает нарастать. Специальное исследование включает исследование активности ферментов в биоптатах печени и выявление генетического дефекта методом ПЦР с последующей гибридизацией со специфическими олигонуклеотидами.

5.4. Основы биохимия и патохимия липидов

5.4.1. Обмен липидов

Регуляция обмена липидов. Жирные кислоты (ЖК) представляют собой углеводородные цепи, оканчивающиеся карбоксильной группой.

Важной характеристикой ЖК является длина углеводородной цепи. У

большинства млекопитающих, которые живут на суше, среди ЖК доминируют насыщенные пальмитиновая и стеариновая ЖК, в организме человека – моноеновая олеиновая ЖК. Увеличение числа двойных связей в жирных кислотах ведет к увеличению числа возможных пространственных конфигураций молекулы. Это может оказывать большое влияние на упаковку молекул в мембранах, а также на положение молекул жирных кислот в составе более сложных молекул, таких, как фосфолипиды. Жирные кислоты в плазме крови, в основном, находятся в эстерифицированной форме: в

составе моно-, ди- и триглицеридов, фосфолипидов и эфиров холестерина или могут быть неэстерифицированы, в последнем случае они обозначаются как свободные жирные кислоты (СЖК). Местом хранения жирных кислот

556

служит жировая ткань, где они откладываются в виде триглицеридов (ТГ).

Последовательное расщепление ТГ до глицерина и ЖК в жировой ткани активирует гормонзависимая триглицеридлипаза. Инсулин ингибирует активность этого фермента и, при увеличении инсулина, липиды накапливаются в жировой ткани. Контринсулярные гормоны, особенно катехоламины и глюкокортикоиды, активируют триглицеридлипазу жировой ткани. При недостатке инсулина, продолжительном голодании, стрессе усиливается липолиз и увеличивается концентрация в сыворотке СЖК.

Холестерин (ХС) является мононенасыщенным стерином; по химической структуре это одноатомный вторичный спирт (холестерол).

Основным биохимическим превращением ХС, как спирта, является образование эфирной связи с кислотами, в частности, со свободными жирными кислотами с формированием эфиров ХС. 80% холестерина в организме составляет свободный ХС, почти весь он является компонентом биологических мембран. В то же время, в сыворотке крови 2/3 ХС представлено в форме эфиров. Свободный холестерин метаболически активен, именно он является субстратом для желчных кислот, половых гормонов, кортикостероидов. Эфиры холестерина метаболически неактивны,

это форма для транспорта холестерина в составе липопротеинов и форма накопления холестерина в адипоцитах. Холестерин входит в состав всех живых клеток. Важной функцией ХС является его роль как предшественника синтеза стероидных гормонов (минерало- и глюкокортикоидов, половых гормонов: андрогенов и эстрогенов), витамина D, он также выполняет роль структурного антиоксиданта. Холестерин все клетки организма способны синтезировать из ацетата, последовательно проходя стадии ацетоацетата,

метилглутарил-КоА, и, наконец, мевалоновой кислоты. Превращение метилглутарил-КоА в мевалоновую кислоту происходит при действии гидроксиметилглутарил-КоА- (ГМГ-КоА)-редуктазы – ключевого фермента синтеза ХС. Образованная мевалоновая кислота может быть использована только в синтезе ХС и активация ГМГ-КоА-редуктазы облигатно приводит к

557

гиперхолестеринемии. Несколько гормонов влияют на активность этого фермента: инсулин и трийодтиронин (Т3) увеличивают активность ГМГ-

КоА-редуктазы, тогда как глюкагон и кортизол оказывают ингибирующее действие на этот фермент. Группа лекарственных препаратов - статинов

(ловаститин, мевастатин, симвастатин и др.) снижают уровень холестерина в организме, блокируя ГМГ-КоА-редуктазу.

Липопротеиды, их строение, функции в организме. Липиды не растворимы в воде, поэтому они транспортируются в крови в ассоциации с белками. Жирные кислоты в крови ассоциированы с альбумином, другие липиды транспортируются в составе липопротеидов (ЛП). ЛП частицы представляют собой макромолекулярные комплексы, внутренняя часть которых содержит нейтральные липиды (триглицериды и эфиры холестерина), а поверхностный слой состоит из фосфолипидов,

неэтерифицированного холестерина и специфичных липидтранспортных белков-аполипопротеинов. По величине гидратированной плотности ЛП принято разделять на пять классов: хиломикроны (ХМ), ЛП очень низкой плотности (ЛПОНП), ЛП промежуточной плотности (ЛППП), ЛП низкой плотности (ЛПНП), ЛП высокой плотности (ЛПВП). Аполипопротеины

(апоЛП) способствуют формированию мицелл ЛП в эндоплазматическом ретикулуме гепатоцитов, являются лигандами для специфичных рецепторов на поверхности плазматической мембраны клеток и кофакторами

(активаторами и ингибиторами) процессов липолиза и метаболизма ЛП в сосудистом русле.

Хиломикроны (ХМ) имеют относительную плотность около 0,95 г/мл,

определяются как сливообразный слой, формирующийся при стоянии сыворотки в течение 8-12 часов в холодильнике (рефрежираторный тест). В

ХМ содержание липидов составляет 98-99,5 %, белков 0,5-2 %, отношение белок/липид в среднем 1:100. ХМ синтезируются в кишечнике и служат для переноса экзогенных липидов. Это основной переносчик экзогенных

558

(пищевых) жиров. ХМ сначала попадают в лимфатическую систему, затем в кровоток.

Липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП) содержат 90-92 %

липидов, 8-10 % белка, соотношение белок/липид как 1:9. ЛПОНП образуются в печени, секретируются гепатоцитами в кровоток и транспортируют эндогенные ТГ. Насцентные ЛПОНП имеют в составе

только апоВ-100.

Липопротеиды промежуточной плотности (ЛППП) имеют соотношение белок/липид непостоянное. В норме циркулирует очень мало ЛППП, что связано с их быстрым превращением в ЛПНП или захватом гепатоцитами. В процессе метаболического превращения ЛППП в ЛПНП,

кроме гепаринзависимой ЛПЛ принимает участие второй липолитический фермент, триглицеридлипаза печени (ПТГЛ). Этот фермент способен

действовать не только как гидролаза ТГ, но и как фосфолипаза.

Липопротеиды низкой плотности (ЛПНП) содержат около 80 %

липидов, 20 % белка, соотношение белок/липиды 1:4. ЛПНП основные

переносчики холестерина в виде эфиров холестерина, могут проходить через фенестры между эндотелиальными клетками капилляров и проникать в клетки периферических тканей. Период полужизни циркулирующих ЛПНП составляет приблизительно 2,5 дня. ЛПНП достаточно надежно защищены от окисления антиоксидантами плазмы, такими как витамин С и Е. Тем не менее, при задержке в плазме или снижении антиоксидантной активности в организме ЛПНП, их фосфолипиды и жирные кислоты подвергаются окислению.

Липопротеиды высокой плотности (ЛПВП) подразделяются на 3

подкласса ЛПВП: ЛПВП1 (1,055-1,085 г/мл); ЛПВП2 (1,063-1,120 г/мл);

ЛПВП3 (1,120-1,210 г/мл). Основное значение в транспорте липидов придают метаболизму ЛПВП2 и ЛПВП3. По электрофоретической подвижности оба

представлено апо А, отношение апо А I/апо А II равно примерно 3:1 как в ЛПВП2, так и в ЛПВП3. ЛПВП образуются несколькими путями, включая синтез и секрецию первичных или насцентных ЛПВП печенью и кишечником. Насцентные ЛПВП представляют собой бислойные диски,

состоящие из апоЛП и фосфолипидов. Свободный холестерин диффундирует в ЛПВП из клеток эндотелия, эритроцитов и других клеток. Кроме того, во время липолиза ЛПОНП или хиломикрон поверхностные липиды (ФЛ и ХС)

и белки (апо А-I, апо А-II) переносятся во фракцию ЛПВП. Дискоидальные насцентные ЛПВП в плазме крови взаимодействуют с ферментом лецитин-

холестрин ацилтрансферазой (ЛХАТ), в результате образуются эфиры ХС,

быстро перемещающиеся в ядро частицы; формируются сферические

(зрелые) частицы – ЛПВП3. У людей большая часть эфиров ХС,

содержащихся в ЛПВП, переносится в более крупные ЛП, богатые триглицеридами, что приводит к снижению эфиров ХС и увеличению ТГ в ЛПВП. Комбинированный эффект липолиза и переноса липидов приводит к обогащению частиц ЛПВП дополнительными липидами и апопротеинами, в

результате чего происходит увеличение размера и снижение плотности частиц ЛПВП, сопровождающееся превращением частиц ЛПВП3 в ЛПВП2.

Метаболизм липопротеидов в крови и органах. В плазме крови содержатся 4 основных класса липопротеидов: ХМ, ЛПОНП, ЛПНП и ЛПВП и несколько других ЛП, которые представлены в сравнительно низких концентрациях; ЛППП и ЛП(а). В табл. 5.32 представлены некоторые свойства ЛП.