Добавил:
Ivansavin314
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Патофизиология обмена веществ.pdf
41
Патогенез. В основе заболевания лежит недостаточность одного из
трех ферментов, участвующих в метаболизме галактозы: 1 – галактокиназы, 2
– галактозо-1-фосфатуридилтраснферазы (ГАЛТ), и 3 –уридин-дифосфат
(УДФ)-галактозо-4-эпимеразы. При наличии дефекта фермента галактозо-1Ф-уридилтрансферазы, который встречается наиболее часто, происходит
накопление в организме галактозо-1-Ф и галактитола (многоатомный спирт,
образующийся из галактозы). Они могут накапливаться в различных органах
и тканях, приводя к развитию гепатомегалии, катаракты, умственной
отсталости. Также для детей характерно развитие гипогликемии, это
объясняется тем, что продукты метаболизма галактозы тормозят некоторые
ферменты, участвующие в углеводном обмене. Лечение: устранение из
рациона питания молочных продуктов, использование специализированных
безлактозных смесей.
Фруктоземия
Фруктоземия связана с нарушением превращения фруктозы в глюкозу
наследуется тоже аутосомно-рецессивно, распространенность в популяции в
полтора-два раза меньше, чем у галактоземии. В норме процесс унификации
в организме происходит следующим образом (рис. 2):
42
Рис. 2. Унификация фруктозы (по: Биохимия: учебник для вузов/ под
ред. Е.С.Северина)
Далее фосфоглицериновый альдегид включается в реакции
глюконеогенеза и превращается в глюкозу
При наличии блока по ферменту фруктокиназа фруктоза не усваивается
и выводится с мочой — развивается фруктозурия. Клинические проявления
при данном нарушении отсутствуют.
Если блок по ферменту альдолаза, то происходит накопление
фруктозо-1-Ф, который является ингибитором глюконеогенеза. У больных
развивается гипогликемия, ощущение слабости, повышенная раздражимость,
судороги, также развивается гепатомегалия, желтуха, рвота.
3.4. Нарушение синтеза и распада гликогена в тканях. Гликогенозы и агликогеноз
В последние 2-3 месяца беременности синтез гликогена идет очень
активно, данный гликоген используется организмом ребенка в первые дни
43
его жизни. Самостоятельно же синтез гликогена начинается лишь на 2-3
месяце жизни.
Синтез и распад гликогена регулируется в организме нервной,
эндокринной системами и концентрацией глюкозы в крови.
При повышении тонуса симпатической нервной системы происходит
усиление распада гликогена и снижение его синтеза. Инсулин (гормон покоя)
усиливает синтез гликогена и снижает его распад, а такие гормоны, как
глюкагон (гормон голода), катехоламины, тироксин усиливают распад
гликогена и снижают его синтез. Увеличение уровня глюкозы приводит к
усилению синтеза гликогена, а снижение уровня глюкозы стимулирует его
распад.
44
Рис. 3. Схема синтеза и распада гликогена в печени (по:
Биологическая химия с упражнениями и задачами : учебник / под ред. чл.корр. РАМН С.Е. Северина)
Нарушение синтеза и распада гликогена, главным образом,
проявляются в виде гликогенозов и агликогенозов или болезней накопления
гликогена. В настоящее время описано более 10 разновидностей этих
болезней. В норме гликоген откладывается в печени, мышцах и небольшая
часть – в почках. В связи с этим все гликогенозы делятся на три группы:
1. печеночные формы
2. мышечные формы
3. генерализованныегликогенозы.
Печеночные гликогенозы. Эта группа включает типы 0 (агликогеноз),
I, III, IV, VI, VIII, IX, Х. Наиболее частым и хорошо изученным является
гликогеноз I типа, или болезнь Гирке. Этот гликогеноз обусловлен
недостатком глюкозо-6-фосфатазы. Это ведет к отложению гликогена в
гепатоцитах и нефроцитах, в результате чего развиваются гепато- и
нефромегалия с переходом в органную недостаточность. Невозможность
полного распада гликогена обусловливает приступы гипогликемии натощак,
вплоть до судорожных приступов. Рост и развитие у детей замедлены.
Мышечные гликогенозы. Эта группа включает V и VII типы.
Гликогеноз V типа это аутосомно-рецессивное заболевание, обусловленное
дефицитом мышечной гликоген-фосфорилазы. Поражаются только
скелетные мышцы. Основные симптомы – мышечная слабость и увеличение
мышц в объеме, хотя во время интенсивных физических нагрузок могут
развиться гипогликемия, судороги и миоглобинурия.
Примером генерализованного гликогеноза является гликогеноз II
типа (болезнь Помпе). Этот гликогеноз обусловлен недостатком
лизосомального фермента α-1,4-гликозидазы, имеющегося практически во
всех тканях. Клинические проявления этого гликогеноза обусловлены, в
45
первую очередь, развитием кардиомиопатии и сердечной недостаточности,
также характерны мышечная гипотония, иммунодефицит, гепатомегалия.
3.5. Обмен углеводов в тканях и его нарушения
В виде гликогена в печени депонируется только 3-5% глюкозы, около
30% переходит в жир, а оставшаяся идет в:
- анаэробный и аэробный гликолиз;
- пентозофосфатный путь.
Гликолиз — катаболический путь огромной важности, т. к
обеспечивает энергией клеточные реакции. К преимуществам анаэробного
гликолиза относятся: во-первых — быстрая активация при необходимости,
во-вторых - работа в отсутствие кислорода. К тому же, анаэробный гликолиз
— единственный источник энергии для эритроцитов. Энергетический выход
анаэробного гликолиза — 2 молекулы АТФ из одной молекулы глюкозы.
Образующийся пируват может пойти в цикл Кребса (аэробный гликолиз),
энергетический выход которого – 38 молекул АТФ из одной молекулы
глюкозы. Активатором цикла Кребса является инсулин. Помимо
энергетического, гликолиз имеет и пластическое значение – из
промежуточных продуктов могут быть синтезированы жиры, некоторые
аминокислоты.
Пентозофосфатный путь — цитоплазматический путь обмена
глюкозы, дополняющий гликолиз. Пентозный цикл обеспечивает:
1. энергетические эквиваленты для биосинтетических реакций, при
синтезе жирных кислот и стероидов, требующих участия НАДФН2 –
окислительный путь
2. потребности клетки в пентозах при синтезе нуклеотидов и
нуклеиновых кислот – неокислительный путь.
В ходе пентозного цикла происходит прямое превращение 1 молекулы
глюкозы в 6 молекул СО2 с образованием 12 молекул НАДФН2 (рис. 4).
46
В зависимости от того, какие процессы преобладают в ткани,
определяются и потребности их в тех или иных веществах, а также
преобладание того или иного варианта пентозофосфатного пути.
Активность пентозофосфатного пути повышена постоянно у эмбриона
и растущего ребенка, в клетках лактирующей молочной железы, эпителия,
кроветворной ткани и крови, печени. Также он может активироваться в
соединительной и мышечной тканях в случае их повреждения, когда
возникает потребность в регенерации.
Рис. 4 Пентозофосфатный путь окисления. Схема Варбурга-Диккенса-Хореккера-Рэкера.
Источник: https://meduniver.com/Medical/Microbiology/60.html MedUniver
3.5.1. Этиопатогенез нарушения обмена углеводов в тканях
Основные причины нарушения обмена углеводов в тканях:
воспаление, нарушение кровообращения, дистрофические процессы -
снижение активности ферментов, разобщение окисления и
фосфорилирования;
эндогенные интоксикации – например, аммиак связывает кетокислоты
гипоксия – блокада цикла Кребса;
47
дефицит инсулина – снижение активности цикла Кребса и
пентозофосфатного пути;
динитрофенол, значительный избыток гормонов щитовидной железы –
разобщение окисления и фосфорилирования;
наследственный дефект фермента глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы.
Последствия:
дефицит АТФ из-за перехода на анаэробное окисление, приводящих к
нарушению процессов, связанных с затратой энергии (всасывание, работа
АТФ-аз, клеточное деление);
накопление лактата и развитие ацидоза;
снижение процессов анаболизма, и как следствие, нарушение синтеза
определенных веществ, замедление роста у детей, нарушение заживления
ран;
компенсаторный гликогенолиз (как следствие возникает гипергликемия);
наследственный дефект фермента глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы
(сопровождается склонностью к развитию гемолиза).
3.6. Основные показатели обмена углеводов и их нарушения
3.6.1. Содержание глюкозы в крови и моче
Содержание глюкозы в плазме венозной крови в норме составляет 3,36,1 ммоль/л. Источниками ее являются:
- углеводы пищи (переваривание, унификация),
- гликоген печени (гликогенолиз),
- глюконеогенез.
Глюкоза, находящаяся в крови, в дальнейшем поступает:
- в ткани, где активизируется, превращаясь в глюкозо-6-Ф, и участвует
в различных процессах;
- в почки, где подвергается фильтрации, а в последующем почти вся
реабсорбируется, т.е. в норме глюкозы в моче почти нет.
48
В лабораторной практике широко используется определение
содержания глюкозы в крови и моче. Содержание глюкозы в крови может
повышаться – гипергликемия либо понижаться – гипогликемия.
3.6.2. Гипогликемия
Гипогликемия – снижение уровня сахара в крови < 2,8 ммоль/л.
Причина
Патогенез
Повышение продукции инсулина
либо его передозировка
Повышение утилизации глюкозы
Недостаток контринсулиновых
гормонов (гипопитуитаризм,
гипотиреоз, гипофункция коры
надпочечников)
Подавление гликогенолиза и
глюконеогенеза
Гликогенозы
Нарушение расщепления гликогена
Дефицит углеводов в пище,
нарушения их всасывания
Нарушение поступления углеводов в
кровь
Тяжелая мышечная работа
Повышенная утилизация гликогена,
невосполняемая алиментарно
Поражение печени
Нарушения метаболизма углеводов в
печени
У новорожденных причинами гипогликемий могут быть:
1. внутриутробная гипотрофия, плацентарная недостаточность –
неадекватное поступление питательных веществ в организм
ребенка;
2. гипоксия, гипертермия, гипотермия, синдром дыхательных
расстройств, инфекции – интенсивное поглощение углеводов;
3. наследственные аномалии обмена углеводов (галактоземия,
непереносимость фруктозы и др.);
4. гиперинсулинизм детей, рожденных от матерей с сахарным
диабетом;
5. недостаточность коры надпочечников.
Частота гипогликемии возрастает при низкой массе тела.
49
3.6.3. Гипергликемия
Гипергликемия – увеличение содержания сахара в крови > 6,1 ммоль/л.
Если уровень глюкозы в крови натощак превышает 7 ммоль/л, то можно
предположить у пациента наличие сахарного диабета.
Причины
Патогенез
Форма
Недостаток инсулина
Снижение утилизации глюкозы
Эндокринная
Избыток
контринсулиновых
гормонов (синдром и
болезнь Иценко-Кушинга,
гипертиреоз,
феохромоцитома,
гипофизарный гигантизм и
др.)
Усиление гликогенолиза
(глюкагон, катехоламины,
тиреоидные гормоны) и
глюконеогенеза
(глюкокортикоиды).
Эмоции, стресс
Активация симпатоадреналовой системы и
усиление гликогенолиза
Стрессовая
Избыток углеводов в пище
Повышение поступления
углеводов
Алиментарная
Если содержание глюкозы в крови превышает 9 ммоль/л (т.н. почечный
порог реабсорбции), то глюкоза появляется в моче – глюкозурия. Возможна
глюкозурия без гипергликемии при блокаде ферментов реабсорбции глюкозы
в почечных канальцах (почечная форма глюкозурии).
3.6.4. Толерантность организма к углеводам
Под толерантностью организма к углеводам понимается способность
тканей утилизировать глюкозу, и, таким образом, поддерживать ее
нормальный уровень в крови.
Толерантность организма к углеводам определяют с помощью т.н.
сахарной нагрузки или перорального глюкозотолерантного теста (ПГТТ).
В настоящее время этот метод используют в диагностических целях в
тех ситуациях, когда уровень сахара в крови у больного повышен
50
незначительно, а риск развития сахарного диабета высок. В первую очередь
это пациенты после 45 лет, имеющие сахарный диабет в семейном анамнезе,
ожирение, артериальную гипертензию, а также женщины, имеющие
гипергликемию во время беременности.
Сущность метода заключается в том, что у человека натощак берут
первую порцию крови, затем дают выпить раствор глюкозы (75 г для
взрослого) и через каждые 30 мин., в течение 2-ух часов, берут следующие
порции крови, определяют во всех пробах уровень содержания глюкозы и
строят сахарные кривые. В настоящее время чаще применяется упрощенный
вариант этого теста – сахар крови измеряют только натощак и через 2 часа
после нагрузки. Если уровень глюкозы крови натощак превышает 7,0
ммоль/л, то пероральный глюкозотолерантный тест не выполняется.
Оценка результатов анализов крови на сахар и перорального
глюкозотолерантного теста.
Время определения
Концентрация глюкозы, ммоль/л
(венозная плазма)
Норма
Натощак
< 6,1
Через 2 часа после ПГТТ
< 7,8
Сахарный диабет
Натощак
≥ 7,0
Через 2 часа после ПГТТ
≥ 11,1
Случайное определение
≥ 11,1
Нарушенная толерантность к глюкозе
Натощак
< 7,0
Через 2 часа после ПГТТ
≥ 7,8 и < 11,1
Толерантность понижена:
-При сахарном диабете