7.4. Патофізіологія вуглеводного обміну
Вуглеводи складають обов'язкову і велику частину їжі людини (близько 500 г/сут), чому сприяє їхнє широке поширення в природі як продукти харчування. Значення вуглеводів для організму визначається декількома факторами. Насамперед вуглеводи є багатим джерелом енергії, найбільше легко мобилизируемым і утилизируемым в організмі. При згорянні в організмі 1 м вуглеводів дає 4 ккал, що при споживанні 400—500 м у добу здатно забезпечити потреби основного обміну (1600 ккал). Ще одна важлива властивість вуглеводів — здатність їх запасатися в депо, відкладаючи у виді глікогену в печінці, бруньках і у виді жиру -— у печінці, жировий і ін. тканинах. При необхідності в організмі може інтенсифікуватися синтез глюкози за рахунок неоглюкогенеза, що означає перетворення дезаминированных залишків амінокислот, глицерола і лактата в глюкозу. Особлива роль належить вуглеводам в енергетику ЦНС, тому що глюкоза є єдиним джерелом енергії для мозку. ЦНС споживає 80 мг глюкози/хв, що складає 115 г/добу. Печінка генерує глюкозу в обсязі 130 мг/хв, тобто 187 г/доба. Отже, 60% глюкози печінки використовується ЦНС. 2% від обміну вуглеводів приходиться на гексозомонофосфатный шлях, у результаті якого в організмі утворяться пентозы і НАДФ, що беруть участь у синтезі нуклеиновых кислот, АТФ, жирних кислот, фолиевой кислоти, холестерину, стероїдів і ін. Нарешті, вуглеводи входять до складу складних молекул, що є клітинними рецепторами, антигенами й ін.
7.4.1. Порушення переварювання й усмоктування вуглеводів у травному тракті
Екзогенні вуглеводи надходять в організм у виді поли-, ди-и моносахаридов. Їхнє розщеплення в основному відбувається в дванадцятипалій кишці і тонкому кишечнику, соки яких містять активні амилолитические ферменти (амілазу, мальтазу, сахаразу, лактазу, инвертазу й ін.). Вуглеводи розщеплюються до моносахаридов і всмоктуються. При патології розщеплення й усмоктування вуглеводів може порушуватися. Основними причинами є ушкодження кишечнику і дефіцит амилолитических ферментів (наприклад, при уродженій недостатності лактазы). Усмоктування глюкози страждає і при порушенні її фосфорилиро-вания в кишковій стінці. В основі даного порушення лежить недостатність ферменту гексокиназы, що розвивається при важких запальних процесах у кишечнику, при отруєнні монойо-дацетатом, флоридзином. Нефосфорилированная глюкоза не проходить через кишкову стінку і не засвоюється. Може розвитися вуглеводне голодування, супроводжуване гипогликемией у крові. У кишечнику нерозщеплені вуглеводи розкладаються бактеріями, що приводить до осмотической диаррее.
7.4.2. Порушення синтезу і розщеплення глікогену
Патологічне посилення розпаду глікогену відбувається при сильному порушенні ЦНС (імпульси до глікогену йдуть по симпатичних нервових шляхах), при підвищенні активності гормонів, що стимулюють гликогенолиз (глюкагон, адреналін). Підвищення розпаду глікогену при одночасному збільшенні споживання м'язами глюкози відбувається при важкому м'язовому навантаженні. Синтез глікогену може змінюватися убік чи зниження патологічного посилення.
Зниження синтезу глікогену відбувається при важкій поразці печіночних кліток (гепатити, отруєння печіночними отрутами), коли порушується їхній гликогенообразовательная функція. Причому знижується синтез глікогену як із глюкози, так і з невуглеводних продуктів (наприклад, з молочної кислоти) — відбувається порушення неоглюкогенеза. Синтез глікогену знижується при гіпоксії, тому що в умовах гіпоксії зменшується утворення АТФ, необхідної для синтезу глікогену. При зменшенні в організмі глікогену розвивається гипогликемия (див. нижче), а енергетичний обмін переходить на жировий і білковий шлях. У результаті може розвитися інтоксикація кетоновими тілами і втрата пластичного матеріалу клітками.
Патологічне посилення синтезу глікогену веде до його надлишкового нагромадження в органах і тканинах і ушкодженню їх. Це відбувається при гликогенозах (гликогенной хвороби), в основі яких лежить уроджений дефіцит ферментів, катализирующих чи розпад синтез глікогену. Гликогенозы успадковуються по аутосомно-рецессивному типі. Як правило, вони виявляються незабаром після народження. Описано 12 типів гликогенозов, частина з них дуже рідкі.
Гликогеноз 1типу — гепатонефромегальный, чи хвороба Гир-кі. В основі цієї патології лежить уроджений дефіцит у печінці і бруньках ферменту глюкозо-6-фосфатазы. Даний фермент отщепляет вільну глюкозу від глюкозо-6-фосфата, що уможливлює її трансмембранний перехід із кліток печінки і бруньок у кров. При недостатності глюкозо-6-фосфатазы в клітках печінки і бруньок (особливо в ядрі кліток) накопичується глікоген. Печінка і бруньки збільшуються в розмірі. Розвивається гипогликемия. Хворі змушені дуже часто приймати їжу. Зростає зміст у крові молочної кислоти, у яку при дефіциті глюкозо-6-фосфатазы посилено переходить глюкозо-6-фосфат. Розвивається метаболический ацидоз. Хворі діти, як правило, рано умирають від интеркуррентных чи захворювань від ацидотической коми.
Гликогеноз 2-го типу (хвороба Помпі) розвивається при уродженому дефіциті кислої -1,4-глюкозидазы. Цей фермент міститься в лизосомах. Він отщепляет глюкозні залишки від молекул глікогену і розщеплює мальтозу. У лизосомах кліток різних тканин і органів накопичується глікоген, що відтискує цитоплазму, заповнює всю клітку і руйнує її. Симптоми гли-когеноза з'являються через кілька чи доби тижнів після народження. Відкладення глікогену в мові веде до його збільшення, у діафрагмі — до порушення подиху і т.д. Ведучим симптомом є збільшення серця (кардиомегалия) унаслідок відкладення в ньому глікогену. Хворі діти рано умирають від серцевої недостатності.
Гликогеноз 3-го типу виникає при повній чи частковій недостатності ферменту амило-1,б-глюкозидазы, по проявах нагадує гликогеноз 1-го типу (гипогликемия, м'язова слабість, кетоз). Однак прогноз сприятливий, тому що в пубертат-ном періоді розвиток хвороби сповільнюється.
Гликогеноз 4-го типу — дифузійний гликогеноз з цирозом печінки. В основі його лежить уроджений дефіцит ферменту В-1,4-глюкано-а-глюкозилтрансферазы, що забезпечує розгалуження глікогену. У печінці, селезінці й інших тканинах накопичується змінений глікоген — з малим числом крапок розгалуження. Функція органів, особливо печінки, порушується. Ознаки гли-когеноза виявляються незабаром після народження. Розвиваються цироз печінки і жовтяниця, виражена гипогликемия. Хворі діти звичайно гинуть на першому році життя.
Крім приведених описані більш рідкі, а також змішані форми гликогенозов.