Учебники / Адо
.pdf•увеличение содержания НЭЖК в крови, повышенное потребление их мускулатурой;
•нарушение толерантности к глюкозе;
•гипертрофированные адипоциты сильнее реагируют на норадреналин и другие липолитические вещества;
•увеличение экскреции глюкокортикоидов с мочой;
•гиперфагия.
Ожирение предрасполагает к развитию сердечно-сосудистых заболеваний (атеросклероз), образованиюжелчных камней, жировой инфильтрации печени, сахарному диабету.
9.3. Нарушение обмена углеводов
Нарушение углеводного обмена развивается при расстройстве любого из трех его главных этапов:
•расщепления и всасывания углеводов в пищеварительном тракте;
•синтеза и распада гликогена в печени;
•потребления углеводов клетками органов.
9.3.1. Нарушение переваривания и всасывания углеводов в желудочно-кишечном тракте
Углеводы поступают в организм в виде поли-, ди- и моносахаридов. Их расщепление в основном происходит в двенадцатиперстной кишке и тонком кишечнике, соки которых содержат активные амилолитические ферменты (амилазу, мальтазу, сахаразу, лактазу, инвертазу и др.). Углеводы расщепляются до моносахаридов и всасываются.
Расщепление и всасывание углеводов нарушается при различных патологических состояниях. Основными причинами являются тяжелые повреждения кишечника и дефицит амилолитических ферментов (например, при врожденной недостаточности лактазы). Всасывание глюкозы резко уменьшается при нарушении ее фосфорилирования в клетках кишечной стенки. В основе данного нарушения лежит недостаточность фермента гексокиназы, развивающаяся при тяжелых воспалительных процессах в кишечнике, отравлении некоторыми ядами — флоридзином, монойодацетатом. При уменьшении всасывания углеводов возникает гипогликемия и уменьшается масса тела, так как на синтез глюкозы путем глюконеогенеза расходуются жиры и белки. В кишечнике нерасщепленные углеводы метаболизируются бактериями, что приводит к осмотической диарее.
9.3.2. Нарушение синтеза и расщепления гликогена
Синтез гликогена может изменяться в сторону как снижения, так и усиления.
Усиление распада гликогена происходит при стрессе, эмоциональном напряжении (активации симпатических нервных путей), тяжелой мы-
228
шечной работе, голодании, повышении активности гормонов, стимулирующих гликогенолиз (глюкагон, адреналин), диабетическом кетоацидозе.
Снижение синтеза гликогена наблюдается при тяжелом поражении печеночных клеток, например при гепатитах, когда нарушается их гликогенообразовательная функция. Синтез гликогена снижается при гипоксии, так как в условиях гипоксии уменьшается образование АТФ, необходимой для синтеза гликогена.
При уменьшении в организме гликогена наблюдается гипогликемия (см. ниже), а энергетический обмен обеспечивается за счет жирового и белкового обмена. В результате развиваются накопление кетоновых тел, кетоацидоз, интоксикация и потеря пластического материала клетками.
Значительное усиление синтеза гликогена ведет к его избыточному накоплению в органах и тканях и их повреждению. Это происходит при гликогенозах (гликогенной болезни), в основе которых лежит врожденный дефицит ферментов, катализирующих распад или синтез гликогена. Гликогенозы наследуются по аутосомно-рецессивному типу. Как правило, они проявляются вскоре после рождения. Описано 12 типов гликогенозов, часть из них наблюдается очень редко.
Гликогеноз I типа (болезнь Гирке). В основе этой патологии лежит врожденный дефицит в печени и почках фермента глюкозо-6-фосфатазы. Данный фермент отщепляет свободную глюкозу от глюкозо-6-фосфата, что делает возможным ее трансмембранный переход из клеток печени и почек в кровь. При недостаточности глюкозо-6-фосфатазы в клетках печени и почек (особенно в ядре клеток) накапливается гликоген. Печень и почки увеличиваются в размере. Развивается гипогликемия. Больные вынуждены очень часто принимать пищу. В крови возрастает содержание молочной кислоты, в которую при дефиците глюкозо-6-фосфатазы усиленно переходит глюкозо-6-фосфат. Развивается метаболический ацидоз. Больные дети, как правило, рано умирают от интеркуррентных заболеваний или от ацидотической комы.
Гликогеноз II типа (болезнь Помпе) наблюдается при врожденном дефиците кислой 1,4-глюкозидазы. Этот фермент содержится в лизосомах. Он отщепляет глюкозные остатки от молекул гликогена и расщепляет мальтозу. В лизосомах клеток различных тканей и органов накапливается гликоген, который оттесняет цитоплазму, заполняет всю клетку и разрушает ее. Симптомы гликогеноза появляются через несколько суток или недель после рождения. Отложение гликогена в языке ведет к его увеличению, в диафрагме — к нарушению дыхания и т.д. Ведущим симптомом является увеличение сердца (кардиомегалия) вследствие отложения в нем гликогена. Больные дети рано умирают от сердечной недостаточ ности.
Гликогеноз III типа (болезнь Кори) возникает при полной или частичной недостаточности фермента амило-1,6-глюкозидазы, его проявления (гипогликемия, мышечная слабость, кетоз) напоминают гликогеноз I типа. Однако прогноз благоприятный, так как в пубертатном периоде развитие болезни замедляется.
229
Гликогеноз IVтипа (болезньАндерсена) — диффузный гликогеноз с циррозом печени. В его основе лежит врожденный дефицит фермента D-1,4-глюкано-глюкозилтрансферазы, обеспечивающего ветвление гликогена. В печени, селезенке и других тканях накапливается измененный гликоген — с малым числом точек ветвления. Функция органов, в особенности печени, нарушается. Признаки гликогеноза проявляются вскоре после рождения. Развиваются цирроз печени и желтуха, выражена гипогликемия. Больные дети обычно погибают на первом году жизни.
Указанные виды гликогенозов развиваются либо с нарушением структуры гликогена (III, 1\/типы), либо без таковой (I, II типы). Кроме приведенных, описаны более редкие, а также смешанные формы гликогенозов.
При некоторых патологических состояниях развивается нарушение межуточного обмена углеводов, например при гипоксии (недостаточности кровообращения, дыхания, анемии). В тканях преобладает анаэробный путь окисления углеводов, накапливается пировиноградная и молочная ^ислоты, содержание последней возрастает в несколько раз. Молочная кислота ускоряет диссоциацию оксигемоглобина, расширяет коронарные сосуды, т.е. оказывает при гипоксии определенное компенсаторное влияние. Длительно существующий избыток лактата действует отрицательно — развивается тканевый ацидоз.
Гиповитаминоз Вг Витамин В1 (тиамин) в результате фосфорилирования превращается в кокарбоксилазу, которая является простетической группой ферментов, участвующих в углеводном обмене. Нарушается декарбоксилирование пировиноградной кислоты, ее окисление с помощью ацетилкоэнзима А. В результате углеводы в тканях не могут стать источником энергии, а также превращаться в другие вещества (липиды, стероиды, ацетилхолин). Из-за утраты транскетолазы угнетается пентозный цикл. Дефицит а-кетоглутаратдегидрогеназы приводит через накопление а-кетоглутаровой кислоты к прекращению образования макроэргических соединений в виде АТФ, КФ и др.
9.3.3. Нарушение регуляции углеводного обмена
Для непрерывности процесса гликолиза и цикла Кребса глюкоза должна постоянно поставляться в ткани организма. Это достигается стабильной концентрацией глюкозы крови (3,3—5,5 ммоль/л), которая в физиологических условиях никогда не падает ниже критических величин (колебания глюкозы в норме ±30 %, для сравнения: колебания содержания жирных кислот ±500 %). Уровень глюкозы крови определяется, с одной стороны, скоростью продукции эндогенной глюкозы, а с другой — скоростью утилизации глюкозы в тканях. Регуляция этих процессов осуществляется нейрогормональным путем.
Показана возможность получения условнорефлекторной гиперили гипогликемии у животных. Имеется также указание на то, что экспериментальный невроз сопровождается развитием гипергликемии, что соответствует и клиническим наблюдениям. Различные эмоции (испуг, боль,
230
страдание и т.п.) могут вызвать изменения в функции эндокринных органов и способствовать развитию диабета.
Нарушение гормональной регуляции приводит к развитию гипергликемии и в дальнейшем может вызвать сахарноый диабет. Ведущую роль при этом играет недостаток инсулина, связанный либо с уменьшением секреции инсулина, либо с гиперпродукцией контринсулярных гормонов. В то время как инсулин оказывает мощное гипогликемическое действие, контринсулярные гормоны препятствуют выраженному снижению глюкозы в крови (табл. 9.1).
|
Таблица 9.1 |
Гормональная регуляция углеводного обмена |
|
|
|
Гормон |
Физиологический эффект |
|
|
Адреналин |
Увеличивает распад гликогена в печени, липолиз в мышечной |
|
и жировой тканях и скорость гликогенолиза в скелетной мус- |
|
кулатуре, что приводит к увеличенному выходу лактата из мы- |
|
шечной ткани в кровь и способствует глюконеогенезу. Увели- |
Глюкагон |
чивает секрецию глюкагона. |
Увеличивает распад гликогена в печени, усиливает глюконео- |
|
|
генез, увеличивает расщепление белков и жиров, уменьшает |
Глюкокортикоиды |
синтез жира. |
Увеличивают глюконеогенез в печени, уменьшают использо- |
|
|
вание глюкозы мышцами (уменьшается чувствительность тка- |
|
ней к инсулину), увеличивают секрецию глюкагона, способству- |
СТГ |
ют действию адреналина и СТГ в липолизе. |
Уменьшаетутилизацию глюкозы тканями (уменьшает чувстви- |
|
|
тельность тканей к инсулину), увеличивает липолиз (повышает |
|
чувствительность адипоцитов к тоническим литическим стиму- |
|
лам по симпатической нервной системе, через катехоламины |
|
и тиреоидные гормоны), активирует ферменты, разрушающие |
|
инсулин. |
Инсулин |
Активирует глюкокиназу печени, которая способствует отло- |
|
жению глюкозы в виде гликогена; при этом распад гликогена |
|
тормозится. Увеличивает поступление глюкозы в мышцы и жи- |
|
ровую ткань, в которых инсулин стимулирует превращение глю- |
|
козы в гликоген (в мышцах) и жир (в жировой ткани в виде три- |
|
глицеридов). Без инсулина поступление глюкозы в эти ткани |
|
(не менее 15 % поступившей с пищей глюкозы) резко снижа- |
|
ется. Отсюда следует, что в организме существуют инсулин- |
|
зависимые ткани —мышечная и жировая. Активирует фермен- |
|
ты аэробного окисления глюкозы. |
|
|
Увеличение концентрации глюкозы в крови вызывает секрецию инсулина путем стимуляции (5-клеток островков Лангерганса, являющихся сенсорами глюкозы. При этом влияние контринсулярных гормонов на обмен углеводов уменьшается. Концентрация глюкозы в крови снижается до нормы.
Стимуляторами скорости высвобождения инсулина могут быть гастрин, секретин, холецистокинин. Содержание инсулина в плазме крови (у здорового человека натощак 10—20 мкмЕД) определяется не только скоростью его секреции, но и скоростью его метаболизма в печени и поч-
231