Глава 11 патофизиология типовых нарушений обмена веществ

Обмен веществ - это основа жизнедеятельно­сти организма, существенный и непременный признак жизни. Сущность обмена веществ за­ключается в совокупности физиологических и биохимических реакций, идущих в живых орга­низмах, включая усвоение из внешней среды органических и неорганических соединений (ас­симиляция) и расщепление их (диссимиляция) вплоть до образования и выделения конечных продуктов обмена.

В результате химических превращений бел­ков, жиров и углеводов, поступающих в орга­низм, происходит постепенное упрощение орга­нических соединений, что дает возможность син­тезировать новые, необходимые для организма вещества, кроме того, освобождается энергия, заключенная в молекулах сложных органичес­ких соединений.

Для удобства изучения обмен веществ можно условно разделить на отдельные виды: обмен энергии и основной обмен, углеводный обмен, жировой и холестериновый, белковый и нукле­иновый и др.

11.1. Нарушения энергетического и основного обмена

11.1.1. Нарушения обмена энергии

Сущность обмена энергии в живом организ­ме состоит в том, что энергия, заключенная в молекулах углеводов, жиров и белков, освобож­дается при их расщеплении и используется для функционирования клеток. При этом энергия расщепления может накапливаться в химичес­ких соединениях, называемых макроэргами. Носителями энергии служат различные фосфор­ные соединения, в которых связь остатка фос­форной кислоты является макроэргической. Главное место среди них принадлежит АТФ. В форме этого соединения в организме аккумули­руется около 55% энергии, освобождающейся при распаде органических молекул, остальная часть превращается в тепло. Синтез АТФ в ос­новном идет в митохондриях клеток в реакциях биологического окисления.

Процесс одновременного освобождения энер­гии окисления и использования этой энергии в синтезе фосфатных макроэргов называется про­цессом сопряженного фосфорилирования. При действии факторов, разобщающих реакции окис­ления субстратов и образования макроэргов, сни­жается синтез АТФ и повышается теплопродук­ция. Это явление называется состоянием разоб­щения. К разобщающим факторам относятся:

1) гормоны щитовидной железы в больших концентрациях;

2) снижение температуры окружающей сре­ды;

3) бактерии и их токсины, вирусы;

4) гипервитаминоз С (усиливается свободное окисление);

5) 2,4-сс-динитрофенол и др.

Факторы, способствующие повышению обра­зования АТФ при высвобождении энергии в ре­акциях биологического окисления, называются сопрягающими. К сопрягающим факторам сле­дует отнести гормоны щитовидной железы в физиологических дозах, паратгормон, витамины Е, К, Н, витамины группы В - B_t, B₂, В₁₂; ионы К⁺, Mg²⁺, Ca²⁺.

11.1.2. Нарушения основного обмена

Основной обмен - то количество энергии, которое необходимо для поддержания нормаль­ных функций организма при полном мышеч­ном и психическом покое, натощак (через 12-18 ч после приема пищи), при температуре ок­ружающей среды 20-22 °С. Основной обмен у взрослого человека составляет около 1600-1700 ккал/сут (соответствует 6700-7120 кДж/сут).

В течение жизни основной обмен изменяется и зависит от возраста, пола, массы тела и роста. У детей в возрасте 3-5 лет и в период полового созревания он выше, чем у взрослых, у пожи­лых людей он снижается. У женщин основной обмен ниже, чем у мужчин, на 5-10% . Основной обмен также зависит от времени суток, сезона (зимой выше, чем летом), климата (у коренного населения Севера выше, чем у жителей южных районов). На основной обмен влияют ЦНС, эн-докринная система и другие факторы. Оценива­ется основной обмен методами прямой и непря­мой калориметрии.

Метод прямой калориметрии. Основан на прямом определении количества калорий, вы­деляемых человеком в специальной камере (ка­лориметре). Количество калорий оценивается путем определения нагревания содержащейся в стенках калориметра воды.

Метод непрямой калориметрии. Основан на определении количества поглощаемого кислорода и выделяемой углекислоты в единицу времени (минута, час, сутки). Калорическая ценность одного литра поглощенного кислорода находит­ся в зависимости от величины дыхательного ко­эффициента. Дыхательный коэффициент изме­няется в зависимости от состава пищи, употреб­ляемой пациентом. Наибольшая калорическая ценность 1 л кислорода отмечается у пациентов, использующих углеводную пищу. При такой диете дыхательный коэффициент может прибли­жаться к единице. При употреблении белковой и жирной пищи понижается калорическая цен­ность поглощаемого кислорода и снижается ды­хательный коэффициент. Дыхательный коэф­фициент - это отношение объема углекислого газа в выдыхаемом воздухе к потребляемому кислороду. При окислении глюкозы дыхатель­ный коэффициент равен 1, при окислении жи­ров снижается до 0,7.

Среди причин снижения основного обмена выделяются следующие:

1) голодание, кахексия, анемии;

2) гипоксии различного генеза (тяжелой сте­пени);

3) гипофункция эндокринных желез: щито­видной, половых, надпочечников, гипофиза;

4) гиперинсулинизм;

5) поражение ЦНС - некоторые психические заболевания, прогрессивный паралич, старчес­кая деменция, олигофрения и др.;

6) состояние сна.

Причинами повышения основного обмена яв­ляются:

1) эмоциональное возбуждение, стресс;

2) расстройства функций ЦНС - некоторые формы неврозов, поражения стволового отдела мозга, повышение тонуса симпатической нервной системы;

3) лихорадочные и лихорадоподобные состо­яния;

4) эндокринные заболевания: сахарный диа­бет, повышение продукции ТТТ, АКТГ (базофиль-ная аденома гипофиза), увеличение продукции СТГ (эозинофильная аденома гипофиза), гипер­функция щитовидной железы, повышенное об­разование катехоламинов в мозговом слое над­почечников (например, при феохромоцитоме), гиперпродукция половых гормонов - тестостеро­на и прогестерона;

5) сенсибилизация организма при введении чужеродного белка, различных антигенов;

6) умеренная активация сердечной деятель­ности и дыхания (физическая нагрузка, гипок­сия легкой степени).

Значительные изменения основного обмена наблюдаются также при травмах, кровоизлия­ниях, опухолях мозга, поражении вегетативных отделов гипоталамуса.