Добавил:
Ivansavin314
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Патофизиология обмена веществ.pdf
1
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Иркутский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра патологической физиологии и клинической лабораторной диагностики
Патофизиология обмена веществ
Учебное пособие
Иркутск
ИГМУ
2019
2
УДК:612.015.33:616-092(075.8)
ББК 54.152я73
П20
Рекомендовано ЦКМС ФГБОУ ВО ИГМУ Минздрава России в качестве
учебного пособия по дисциплине «Патофизиология», обучающихся по
образовательным программам высшего образования – программам
специалитета по специальностям Лечебное дело, Педиатрия
(протокол № 2от 18.12.2019)
Составители:
Е. В. Гузовская – канд. мед. наук, доцент кафедры патологической
физиологии и клинической лабораторной диагностики ФГБОУ ВО ИГМУ
Минздрава России, доцент
Л. О. Гуцол – канд. биол. наук, доцент кафедры патологической физиологии
и клинической лабораторной диагностики ФГБОУ ВО ИГМУ Минздрава
России
С. Ф. Непомнящих – канд. мед. наук, с. преподаватель кафедры
патологической физиологии и клинической лабораторной диагностики
ФГБОУ ВО ИГМУ Минздрава России
С. Н. Серебренникова – канд. мед. наук, доцент кафедры патологической
физиологии и клинической лабораторной диагностики ФГБОУ ВО ИГМУ
Минздрава России, доцент
Рецензенты:
И.Э. Егорова – канд. мед. наук, доцент кафедры химии и биохимии ФГБОУ
ВО ИГМУ Минздрава России
Л.Н. Минакина – канд. мед. наук, зав. кафедрой фармакологии ФГБОУ ВО
ИГМУ Минздрава России
П20 Патофизиология обмена веществ : учебное пособие / Е.В. Гузовская,
Л.О. Гуцол, С.Ф. Непомнящих, С.Н. Серебренникова ; ФГБОУ ВО ИГМУ
Минздрава России, кафедра патологической физиологии и клинической
лабораторной диагностики. – Иркутск : ИГМУ, 2019 – 82 с.
Учебное пособие освещает основные разделы нарушений обмена
белков, липидов, углеводов, водно-солевого: этиологию, патогенез,
проявления, последствия.
Пособие «Патофизиология обмена веществ» по дисциплине
«патофизиология» предназначено для студентов, обучающихся по
специальностям «Лечебное дело», «Педиатрия».
УДК:612.015.33:616-092(075.8)
ББК 54.152я73
© Гузовская Е.В., Гуцол Л.О.,
Непомнящих С.Ф., Серебренникова С.Н., 2019
© ФГБОУ ВО ИГМУ Минздрава России, 2019
3
Содержание
Содержание .............................................................................................................................. 3
Список сокращений ................................................................................................................ 5
Введение ................................ ................................................................................................ ... 6
1. Патофизиология белкового обмена .................................................................................. 7
1.1. Функции белков. Понятие об азотистом балансе ......................................................... 7
1.2. Нарушение усвоения пищевых белков и всасывания аминокислот в желудочно-
кишечном тракте ................................................................................................................... 8
1.2.1. Этиопатогенез нарушения усвоения белков пищи и всасывания аминокислот ... 9
1.2.2. Качественное белковое голодание ................................ ........................................ 11
1.3. Диспротеинемии ........................................................................................................... 11
1.3.1. Гиперпротеинемии ................................................................................................ 11
1.3.2. Гипопротеинемии .................................................................................................. 13
1.4. Нарушение обмена аминокислот в тканях .................................................................. 14
1.4.1. Нарушение процессов трансаминирования .......................................................... 14
1.4.2. Нарушение процессов дезаминирования .............................................................. 15
1.4.3. Нарушение процессов декарбоксилирования ...................................................... 16
1.5. Наследственные нарушения обмена аминокислот ..................................................... 17
1.5.1. Фенилкетонурия .................................................................................................... 17
1.6. Нарушения конечных этапов белкового обмена. Гиперазотемия ............................. 18
1.7. Нарушение метаболизма азотистых оснований .......................................................... 21
1.7.1. Гиперурикемия ...................................................................................................... 21
1.7.2. Оротацидурия ........................................................................................................ 22
2. Патофизиология липидного обмена ............................................................................... 23
2.1. Нарушение переваривания и всасывания липидов ..................................................... 23
2.2. Нарушение транспорта липидов .................................................................................. 24
2.3. Дислипопротеинемии ................................................................................................... 26
2.4. Нарушения межуточного обмена липидов. Ожирение ............................................... 30
3. Патофизиология углеводного обмена............................................................................. 35
3.1. Классификация и функции углеводов ......................................................................... 35
3.2. Нарушение расщепления и всасывания углеводов в кишечнике ............................... 37
3.2.1. Этиопатогенез нарушений переваривания и всасывания углеводов ................... 38
3.3. Нарушения унификации моносахаридов в печени ..................................................... 40
Рис. 1. Унификация галактозы и возможные метаболические блоки (обозначены
цифрами 1-3) (по: Биохимия: учебник для вузов/ под ред. Е.С.Северина) ...................... 40
3.4. Нарушение синтеза и распада гликогена в тканях. Гликогенозы и агликогеноз....... 42
3.5. Обмен углеводов в тканях и его нарушения ............................................................... 45
3.5.1. Этиопатогенез нарушения обмена углеводов в тканях ........................................ 46
4
3.6. Основные показатели обмена углеводов и их нарушения .......................................... 47
3.6.1. Содержание глюкозы в крови и моче ................................................................... 47
3.6.2. Гипогликемия ........................................................................................................ 48
3.6.3. Гипергликемия ....................................................................................................... 49
3.6.4. Толерантность организма к углеводам ................................................................. 49
4. Патология водно-солевого обмена ................................................................ .................. 52
4.1. Общее содержание и распределение воды в организме ............................................. 52
4.2. Регуляция водного обмена ........................................................................................... 54
4.3. Этиология и патогенез гипогидратации (дегидратации) ............................................ 56
4.4. Этиология и патогенез гипергидратации .................................................................... 59
4.5. Отеки и водянки ........................................................................................................... 62
4.5.1. Общие механизмы развития отеков ...................................................................... 63
4.5.2. Патогенез основных видов отеков ........................................................................ 68
4.6. Принципы терапии водно-электролитных нарушений ............................................... 70
Тестовый контроль знаний ................................................................................................. 72
Эталоны ответов к тестовому контролю знаний .............................................................. 80
Рекомендуемая литература.................................................................................................. 81
5
Список сокращений
Ig — иммуноглобулин
NAD — никотинамидадениндинуклеотид
АДГ — антидиуретический гормон
АТФ — Аденозинтрифосфат
ГАЛТ — галактозо-1-фосфатуридилтрансфераза
ГАМК — гамма-аминомасляная кислота
ГГФТ — гипоксантингуанинфосфорибозилтрансфераза
ДВС — диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови
ЖКТ — желудочно-кишечный тракт
ИЛ6 — интерлейкин 6
ЛП — липопротеины
ЛПВП — липопротеины высокой плотности
ЛПЛ — липопротеиновая липаза
ЛПНП — липопротеины низкой плотности
ЛПОНП — липопротеины очень низкой плотности
ЛППП — липопротеины промежуточной плотности
МК — мочевая кислота
ПГТТ — пероральный глюкозотолерантный тест
РААС — ренин-ангиотензин-альдостероновая система
СД — сахарный диабет
СТГ — соматотропный гормон
ТАГ — триацилглицериды
ТФР — трансформирующий фактор роста
УДФ — уридиндифосфат
ФНОα — фактор некроза опухоли альфа
ХМ — хиломикроны
ЦНС — центральная нервная система
6
Введение
Обмен веществ в нашем организме заключается в усвоении из внешней
среды органических и неорганических соединений (ассимиляции) и их
расщепление (диссимиляции) до образования и выделения конечных
продуктов обмена. Эти процессы лежат в основе поддержания
функционирования живого организма. Нарушение любого этапа или вида
катаболизма или анаболизма веществ приводит к нарушению
функционирования всего организма.
В данном пособии рассматриваются основные виды нарушения
белкового, липидного, углеводного и водно-солевого обменов. Подробно
разбираются причины, патогенез, последствия и проявления поступления
этих веществ в организм и метаболизм этих веществ.
Изучение материала, представленного в пособии «Патофизиология
обмена веществ» направлено на формирование у студентов следующих
компетенций: способности к абстрактному мышлению, анализу, синтезу
получаемой информации, готовности к саморазвитию; готовности решать
стандартные задачи профессиональной деятельности с использованием,
медико-биологической терминологии; способности к оценке
морфофункциональных, физиологических состояний и патологических
процессов в организме человека для решения профессиональных задач;
способности к осуществлению комплекса мероприятий, направленных на
сохранение и укрепление здоровья и включающих в себя формирование
здорового образа жизни, предупреждение возникновения и (или)
распространения заболеваний, выявление причин и условий их
возникновения и развития; способности к определению у пациента основных
патологических состояний, симптомов, синдромов заболеваний,
нозологических форм в соответствии с Международной статистической
классификацией болезней и проблем, связанных со здоровьем, X пересмотра.
Учебное пособие подготовлено в соответствии с требованиями
Федерального государственного образовательного стандарта высшего
образования и рабочей программы дисциплины «Патофизиология»,
предназначено для студентов, обучающихся по программе специалитета по
специальностям «Лечебное дело» и «Педиатрия».
7
1. Патофизиология белкового обмена
1.1. Функции белков. Понятие об азотистом балансе
Белки — основная и необходимая составная часть всех живых
организмов. Они выполняют целый ряд разнообразных функций:
ферментативную;
регуляторную;
структурную;
сократительную;
иммунную;
транспортную
опорную;
энергетическую.
В пересчете на сухой вес белки составляют 44% массы тела.
Ежедневное рекомендуемое потребление белка взрослыми 1-1,5 г в день на
кг веса. Для лиц, занятых тяжелым физическим трудом, потребление белка
необходимо увеличить до 2 г/кг. Грудным детям и в период полового
созревания необходимы 1,5-2 г/кг белка в сутки. Потребность в белке
повышается при лактации, беременности, регенерации, стрессе,
акклиматизации и др. Нарушения белкового обмена являются компонентами
патогенеза всех патологических процессов.
Показателем белкового обмена служит азотистый баланс — понятие,
характеризующее соотношение процессов анаболизма и катаболизма. У
взрослого здорового человека количество выводимых из организма
азотистых веществ равно тому, которое поступает в организм с пищей, то
есть азотистый баланс нулевой (азотистое равновесие).
Положительный азотистый баланс формируется при преобладании
процессов анаболизма над катаболизмом, когда количество азота,
поступающее в организм, превышает его выведение. Это наблюдается в
8
растущем организме, при беременности, увеличении продукции СТГ,
половых гормонов, инсулина, после голодания, в период реконвалесценции.
Отрицательный азотистый баланс формируется при преобладании
процессов распада белков, т.е. азотистых соединений из организма
выводится больше, чем поступает с пищей. Отрицательный азотистый баланс
наблюдается при голодании, неполноценном белковом питании, инфекциях,
интоксикациях, повышенных потерях белка (через кожу, почки, кишечник),
тиреотоксикозе, сахарном диабете, избытке глюкокортикоидов, стрессовых
ситуациях. Результатом отрицательного азотистого баланса являются
дистрофия и нарушения иммунитета.
В процессе обмена белков в организме различают несколько этапов:
I. Усвоение пищевых белков и всасывание аминокислот в ЖКТ и
последующий их метаболизм в клетках и тканях;
II. Межуточный обмен аминокислот;
III. Конечный этап белкового обмена.
Патология обмена белков возможна на любом из этапов их
метаболизма.
1.2. Нарушение усвоения пищевых белков и всасывания аминокислот в желудочно-кишечном тракте
Усвоение белков пищи и их превращения в организме – сложный
процесс, он осуществляется в желудке, тонком кишечнике и в клетках
слизистой тонкого кишечника. Расщепление белков происходит
неравномерно. В желудке под влиянием пепсина отщепляются тирозин и
триптофан, другие же аминокислоты отщепляются в кишечнике. Трипсин и
химотрипсин расщепляют белки до олигопептидов, которые затем
всасываются слизистой тонкого кишечника, где расщепляются до
аминокислот под влиянием внутриклеточных пептидаз и вместе с ионами Nа+
диффундируют в кровь воротной вены. Карбоксипептидазы расщепляют
белки до аминокислот, которые быстро проникают в слизистую тонкого
кишечника и в кровь. Поскольку в организме нет депо белков, то
9
поступающие с пищей белки должны восполнять их расход и потребность в
незаменимых аминокислотах.
1.2.1. Этиопатогенез нарушения усвоения белков пищи и
всасывания аминокислот
Основные причины:
1. Голодание – недостаток белка в пище и, как следствие, дефицит
ферментов;
2. Употребление в пищу большого количества бобовых,
компоненты которых ингибируют пептид-гидролазы;
3. Гипертермия, лихорадка, интоксикации, инфекции, авитаминозы,
заболевания желудка (воспалительные процессы, язвенная болезнь, опухоли),
патология поджелудочной железы (воспалительные процессы, нарушение
кровообращения, травмы, опухоли, резекции), т.е. ряд заболеваний,
приводящих к дефициту пищеварительных ферментов;
4. Усиление перистальтики желудка и кишечника, ведущее к
снижению времени действия фермента на субстрат;
5. Воспаление, резекции, опухоли кишечника и, как следствие,
недостаточная поверхность для всасывания;
6. Медиаторы лихорадки и стресса могут нарушать мембранное
пищеварение;
7. Иммунопатологические энтериты (глютеновая энтеропатия).
Последствиями нарушения усвоения белков являются:
отрицательный азотистый баланс;
креаторея (присутствие в кале непереваренных мышечных волокон);
снижение массы тела;
ослабление иммунитета;
анемия;
отеки;
нарушение транспорта веществ кровью;
10
гипопротеинемия;
аллергизация (в случае поступления в кровоток нерасщепленных до
аминокислот олигопептидов).
Глютеновая энтеропатия (целиакия) — иммуноопосредованное
генетически детерминированное системное заболевание, возникающее в
ответ на употребление глютена и характеризующееся развитием
атрофической энтеропатии, появлением в крови специфических антител и
широким спектром глютензависимых клинических проявлений. Заболевание
весьма распространено в России, предполагается, что его частота составляет
1:100-1:200 человек. Явные клинические проявления встречаются лишь у
10% больных, но актуальность данного заболевания заключается в том, что у
этих людей значительно повышен риск другой аутоиммунной патологии и
злокачественных новообразований.
В основе патогенеза болезни лежит аутоиммунный энтерит, который
провоцируется белком пшеницы и других злаков глиадином (глютеном).
Среди патогенетических факторов, влияющих на развитие
аутоиммунной целиакии, признаются:
особенности конституции — до 90 % больных имеют ген
главного комплекса гистосовместимости DR3, DR7 или В8,
DQW2;
первичный дефект ферментов пептидаз энтероцитов.
Непереваренные пептиды вызывают перекрестную
сенсибилизацию к антигенам кишечного эпителия.
В результате аутоиммунного воспаления происходит атрофия ворсинок
кишечника, обусловливающая развитие синдрома мальабсорбции.
Основные клинические проявления – упорные поносы, у больных
нарушено усвоение белков, жиров и углеводов, развиваются авитаминозы.
Дети отстают в физическом развитии. Основной подход в лечении целиакии
— безглютеновая диета.