Реферат на тему:
Порушення метаболізму вуглеводів
Порушення метаболізму вуглеводів
Порушення метаболізму вуглеводів класифікують відповідно до етапів процесу. Виділяють кілька таких етапів:
1. Надходження з їжею в шлунково-кишковий тракт, розщеплення до моносахаридів в дванадцятипалої кишці та верхньому відділі тонкого кишечника і всмоктування їх в кров.
2. Депонування вуглеводів.
З. Проміжний обмін вуглеводів:
- Анаеробне і аеробне розщеплення глюкози;
- Взаємоперетворення гексоз;
- Процес глюконеогенезу (синтез глюкози з невуглеводних попередників).
4. Виділення глюкози через клубочковий апарат нирок з первинної (провізорній) сечею та її повна реабсорбція в ниркових канальцях.
Порушення розщеплення і всмоктування вуглеводів
Порушення розщеплення вуглеводів. У здоровому організмі гідроліз глікогену і крохмалю їжі починається в ротовій порожнині під впливом α-амілази слини. Моносахариди здатні всмоктуватися вже в ротовій порожнині. У шлунку немає ферментів, які здійснюють гідроліз вуглеводів. У порожнині тонкої кишки під впливом α-амілази соку підшлункової залози вони гідролізуються до декстринів і мальтози (порожнинне переварювання). На поверхні мікроворсинок ентероцитів локалізовані ферменти: сахарази, мальтаза, лактази, ізомальтази та інші, що розщеплюють декстрини та дісахараіди до моносахаридів (пристінкових травлення).
До числа найбільш типових дефектів можна віднести недостатність ферментів-дісахарідаз: сахарази і ізомальтази, виявляються завжди поєднанні. У результаті цього дисахариди сахароза і изомальтоза не розщеплюються і не засвоюються організмом. Накопичуються при цьому в просвіті кишечника дисахариди осмотично пов'язують значну кількість води, що стає причиною проносу (діарея). У цих умовах можливо також поглинання клітинами епітелію деякої кількості дисахаридів. Однак вони залишаються метаболічно неактивними і в незмінному вигляді досить швидко виводяться з сечею. При дефектах активності дісахарідаз навантаження дисахаридами не викликає гіперглікемії в інтервалі 30-90 хв, як це має місце у здорових людей.
Порушення всмоктування. У здорових людей такі моносахариди, як глюкоза, галактоза, фруктоза і пентози всмоктуються мікроворсинками епітеліальних клітин тонкого кишечника. Перехід моносахаридів через мембрану клітин епітелію відбувається вторинним активним транспортом з обов'язковою участю АТФ-залежного натрієвого насос і специфічного переносника. При вторинному активному транспорті для перенесення одного з'єднання (наприклад, глюкози) використовується енергія електрохімічного градієнта, що створюється для іншої речовини (іонів натрію).
Серед етіологічних чинників порушень всмоктування вуглеводів виділяють наступні групи:
1) запалення слизової тонкого кишечнику;
2) дія токсинів, що блокують процес фосфорилювання і дефосфорилювання (флорідзіна, монойодацетат);
З) недолік іонів Nа +, наприклад, при гіпофункції кори надниркових залоз;
4) порушення кровопостачання кишкової стінки;
5) у новонароджених і грудних дітей можлива недостатня активність травних ферментів і ензиматичних систем фосфорилювання і дефосфорилювання вуглеводів. Як приклад наводимо синдром непереносимості лактози без дефіциту ферменту лактази і синдром вродженої недостатності лактази.
Синдром непереносимості лактози без дефіциту ферменту лактази проявляється злоякісно в перші дні після народження у вигляді важкої діареї, блювоти, ацидозу, лактозуріі, часто терапією. Виявляються також атрофія надниркових залоз і печінки, дегенерація ниркових канальців.
Вроджена недостатність лактази. У здорових людей лактаза розщеплює лактозу до глюкози та галактози. Новонароджені діти зазвичай отримують 50 - 60 г лактози (з молоком) на день. Найбільш характерний прояв недостатності лактази - діарея після прийому молока. Негідролізованная лактоза надходить у нижні відділи тонкого кишечника, де зброджується кишковою мікрофлорою з утворенням газів (що викликає метеоризм) і кислот. Їх осмотичний дію приваблює в порожнину кишечника велику кількість води, що викликає діарею. При цьому кал має кисле значення рН і містить лактозу, іноді спостерігають лактозурію. З часом у дитини розвивається гіпотрофія. Цей синдром слід відрізняти від придбаного дефіциту лактази (при ентеритах, запальних захворюваннях товстого кишечнику, спру), а також від недостатності кишкової лактази, що зустрічається у дорослих людей.
Порушення депонування вуглеводів
У нормі вуглеводи депонуються у формі глікогену. У молекулі глікогену може міститися до мільйона моносахаридів. При цьому відбувається як би кристалізація глікогену і він не має осмотичним ефектом. Така форма придатна для зберігання в клітці. Якби така кількість молекул глюкози було розчинено, то через осмотичних сил клітку б розірвало. Глікоген є депонованої формою глюкози. Він міститься практично у всіх тканинах. Особливо багато його в печінці і в м'язах, в клітинах ж нервової системи кількість глікогену мінімально. Глікоген м'язів використовується в якості джерела енергії при інтенсивному фізичному навантаженні. Глікогеноліз в печінці активується у відповідь на зниження концентрації глюкози при перервах у прийомі їжі або у відповідь на стресові впливи. Основними гормонами, що активують Глік-геноліз, є глюкагон, адреналін (адреналін) і кортизол
Гормональна регуляція глікогенолізу
До порушень депонування вуглеводів, перш за все, відноситься зниження синтезу глікогену, посилення розпаду глікогену і патологічне депонування глікогену.
Зниження синтезу глікогену. Серед етіологічних факторів відзначають, по-перше, токсичні пошкодження гепатоцитів (бактеріальна і вірусна мікрофлора, отруєння фосфором, чотирьоххлористим вуглецем та ін.) По-друге, дефіцит кисню і, як наслідок, виражене зниження ефективності утворення АТФ. По-третє, зниження тонусу парасимпатичної нервової системи. По-четверте, гіповітамінози В і С. 5-а етіологічна група включає ендокринні захворювання - цукровий діабет, тиреотоксикоз, недостатність надниркових залоз (хвороба Аддісона).
Посилення розпаду глікогену. Посилення глікогенолізу в печінці відбувається по-перше, на тлі підвищеної активності симпатичної нервової системи, по-друге, при збільшеній продукції гормонів - стимуляторів глікогенолізу (адреналіну, глюкагону, тироксину і соматотропного гормону). Збільшення симпатичних впливів і підвищена концентрація в крові гормонів-стимуляторів глікогенолізу спостерігається при інтенсивній м'язовій роботі, шоці, лихоманці, емоційних навантаженнях.
Патологічне депонування глікогену. Це група спадкових захворювань, при яких внаслідок генетичних дефектів деяких ферментів метаболізму глікогену відбувається його надмірне накопичення в різних органах, насамперед у печінці і скелетних м'язах. При деяких типах глікогенозів синтезується глікоген з порушеною структурою. Описано 12 форм глікогенозів. Найчастіше зустрічаються такі
Основні типи глікогенозів
Окрім наведених вище типів, описані більш рідкісні, а також змішані глікогенози: V тип, або хвороба Мак-Ардля (Мак-Ардля - Шміда - Пірсона); VI тип, або хвороба Герса; VII тип, або хвороба тару; VIII тип, або хвороба Ходжіна, та інші.
Порушення проміжного обміну вуглеводів
Виділяють три групи етіологічних чинників, дія яких може призвести до порушення проміжного обміну вуглеводів.
1. Гіпоксія. Дефіцит кисню перемикає клітинний метаболізм з аеробного на анаеробний тип, при якому основним джерелом енергії стає анаеробний гліколіз з утворенням надлишку молочної та піровиноградної кислот. При нетривалої гіпоксії надлишок лактату і пірувату надає компенсаторне дію. Молочна кислота підсилює дисоціацію оксигемоглобіну, розширює коронарні судини. Крім того, лактат надходить із кров'ю в печінку (цикл Корі), де перетворюється за участю ферменту лактатдегідрогенази в піруват. Піруват в печінці частково окислюється, а частково перетворюється на глюкозу (глюконеогенез). Таким чином лактат повертається в метаболічний фонд вуглеводів. Тривале існування надлишку молочної кислоти в тканинах призводить до дефіциту субстрату окислення - глюкози, що викликає подальше зниження ефективності синтезу АТФ. Дефіцит макроергів лежить в основі порушення трансмембранного переносу іонів і підвищення проникності мембран. У кінцевому підсумку це призводить до значних структурно-функціональним ушкодженням у тканинах, аж до загибелі клітин.
2. Порушення функцій печінки. У гепатоцитах частина молочної кислоти в нормі ресінтезіруется у глюкозу і глікоген. При ураженні печінки цей процес порушується, молочна кислота виходить у кров, розвивається ацидоз.
3. Гіповітаміноз. В 1. Вітамін В 1 (тіамін) в результаті процесу фосфорилювання перетворюється в кокарбоксилазу - простетичної групу ряду ферментів вуглеводного обміну. При недостатності вітаміну В 1 виникає дефіцит кокарбоксилази, що призводить до пригнічення синтезу ацетил-КоА з піровиноградної кислоти. Остання накопичується і частково переходить в молочну кислоту, вміст якої в зв'язку з цим зростає. Гальмування окислення піровиноградної кислоти знижує синтез ацетилхоліну, що викликає порушення передачі нервових імпульсів. При зростанні концентрації піровиноградної кислоти в 2-3 рази в порівнянні з нормою виникають порушення чутливості, неврити, паралічі та ін Гіповітаміноз В 1 призводить також до порушення роботи пентозофосфатного шляху окислення внаслідок зниження активності ферменту транскетолази.
Гіперглікемічних стану
Рівень глюкози в крові є найважливішим чинником гомеостазу. Він підтримується на певному рівні (3,33-5,55 ммоль / л) функцією кишечника, печінки, нирок, підшлункової залози, надниркових залоз, жирової тканини та інших органів.
Виділяють кілька типів регуляції вуглеводного обміну: субстратне, нервову, ниркову, гормональну.
Субстратна регуляція. Основним чинником, що визначає метаболізм глюкози, є рівень глікемії. Прикордонна концентрація глюкози, при якій продукція її в печінці дорівнює споживанню периферичними тканинами, становить 5,5-5,8 ммоль / л. При рівні, мсньшем цього, печінка поставляє глюкозу в кров; при більшому рівні, навпаки, домінує сінттез глікогену в печінці і м'язах.
Нервова регуляція. Збудження симпатичних нервових волокон приводить до звільнення адреналіну з надниркових залоз, що стимулює розщеплення глікогену в процесі глікогенолізу. Тому при подразненні симпатичної нервової системи спостерігається гіперглікемяческій ефект. Навпаки, роздратування парасимпатичних нервових волокон супроводжується посиленням виділення інсуліну підшлунковою залозою, надходженням глюкози в клітку і гіпоглікемічних ефектом.
Ниркова регуляція. В клубочках нирок глюкоза фільтрується, потім у проксимальних канальцях реабсорбується енергозалежною механізмом. Величина канальцевої реабсорбції щодо постійна, з віком є тенденція до зниження. При перевищенні в сироватці рівня 8,8 - 9,9 ммоль / л глюкоза виділяється з сечею. Показник глікемії, при якому з'являється глюкозурія, називається нирковим порогом. На виділення глюкози з сечею впливає швидкість клубочкової фільтрації, яка в нормі становить приблизно 13 мл / хв. При зниженні фільтрації при нирковій недостатності або зменшення кровопостачання нирок глюкоза буде відсутній у сечі навіть при глікемії, значно перевищує нирковий поріг, тому що фільтрується менше глюкози і вся вона встигає реабсорбироваться в проксимальних канальцях нирок. У разі нефропатій з порушенням реабсорбції глюкоза може з'явитися в сечі навіть при нормоглікемії. Тому за рівнем глюкози в сечі не можна ставити діагноз цукровий діабет.
Гормональна регуляція. На стабільність рівня глюкози в крові впливає широкий спектр гормонів, при цьому практично лише інсулін викликає гіпоглікемічний ефект. Контрінсулярних дією з підвищенням рівня глюкози крові володіють глюкагон, адреналін, глюкокортикоїди, СТГ, АКТГ, ТТГ.
1. Інсулін - поліпептид, складається з двох ланцюгів. А-ланцюг містить 21 амінокислоту, В-ланцюг - 30 амінокислот. Ланцюги з'єднані між собою двома дисульфідними містками. Інсулін схожий у різних видів ссавців: А-ланцюг ідентична у людини, свині, собаки, кашалота; По-ланцюг ідентична у бика, свині й кози. Фактично інсулін людини і свині відрізняються тільки тим, що на карбоксильне кінці В-ланцюга у свині знаходиться амінокислота аланін, а в людини треонін. Тому комерційний «людський інсулін» виробляється шляхом заміни аланіну на треонін в інсуліні свині.
Інсулін синтезується у вигляді неактивної поліпептидного ланцюга проінсуліну, таким він зберігається в гранулах β-клітин острівців Лангерганса підшлункової залози. Активація проінсуліну полягає у частковому протеолизе пептиду по Аrg31 і Аrg63. У результаті в еквімолярної кількості утворюються інсулін і С-пептид (соnnеcting рерtidе).
Інсулін у крові знаходиться у вільному і зв'язаному з білками стані. Деградація інсуліну відбувається в печінці (до 80%), нирках і жировій тканині. С-пептид також піддається деградації в печінці, але значно повільніше. Базальна концентрація інсуліну, визначали радіоімунологічним, становить у здорових 15-20 мк * Од / мл. Після пероральної навантаження глюкозою рівень його через 1 год підвищується в 5-10 разів у порівнянні з вихідним. Швидкість секреції інсуліну натще становить 0,5-1,0 Од / год, після прийому їжі збільшується до 2,5-5 Од / ч. У здорових людей спостерігаються дві фази секреції інсуліну - ранній пік (через 3-10 хв після вуглеводного навантаження) пізній пік (через 20 хв). Раннє виділення інсуліну стримує різкий підйом глюкози при її всмоктуванні.
Секреція інсуліну стимулюється, крім гіперглікемії, глюкагоном, а також поліпектіднимі гормонами кишечника, включаючи шлунково-кишковий інсулінотропний поліпетідний гормон (ЖІП), амінокислотами, вільними жирними кислотами, роздратуванням вагуса.
Метаболічне дію інсуліну комплексне, воно включає прямі ефекти на обмет ліпідів, білків і особливо у зв'язку з цукровим діабетом - на обмін D-глюкози. Інсулін посилює мембранний транспорт глюкози, амінокислот і К +, активує багато внутрішньоклітинні ферменти. У той же час полипептидная молекула інсуліну не здатна проникати через клітинну мембрану, тому всі ефекти інсуліну здійснюються через спеціальні рецептори на поверхні клітинної мембрани. Інсуліновий рецептор комплексний, він складається з а-і β-субодиниць, сполучених дисульфідними містками.
Високі концентрації інсуліну в крові володіють анаболічним, а низькі - катаболічним дією на обмін речовин.
До інсуліну може розвиватися резистентність, гостра резистентність пов'язана з інфекціями або запаленням. Резистентність може визначатися появою в кровотоці антитіл до інсуліну (IgG) і тканинної нечутливістю, що часто спостерігається при ожирінні. Афінність (спорідненість рецепторів до інсуліну) і / або число рецепторів залежить від ряду чинників; це сульфонілсечовини препарати, рН, цАМФ, фізична активність, характер і склад їжі, антитіла і інші гормони.
Порушення метаболізму вуглеводів
Порушення метаболізму вуглеводів
Порушення метаболізму вуглеводів класифікують відповідно до етапів процесу. Виділяють кілька таких етапів:
1. Надходження з їжею в шлунково-кишковий тракт, розщеплення до моносахаридів в дванадцятипалої кишці та верхньому відділі тонкого кишечника і всмоктування їх в кров.
2. Депонування вуглеводів.
З. Проміжний обмін вуглеводів:
- Анаеробне і аеробне розщеплення глюкози;
- Взаємоперетворення гексоз;
- Процес глюконеогенезу (синтез глюкози з невуглеводних попередників).
4. Виділення глюкози через клубочковий апарат нирок з первинної (провізорній) сечею та її повна реабсорбція в ниркових канальцях.
Порушення розщеплення і всмоктування вуглеводів
Порушення розщеплення вуглеводів. У здоровому організмі гідроліз глікогену і крохмалю їжі починається в ротовій порожнині під впливом α-амілази слини. Моносахариди здатні всмоктуватися вже в ротовій порожнині. У шлунку немає ферментів, які здійснюють гідроліз вуглеводів. У порожнині тонкої кишки під впливом α-амілази соку підшлункової залози вони гідролізуються до декстринів і мальтози (порожнинне переварювання). На поверхні мікроворсинок ентероцитів локалізовані ферменти: сахарази, мальтаза, лактази, ізомальтази та інші, що розщеплюють декстрини та дісахараіди до моносахаридів (пристінкових травлення).
До числа найбільш типових дефектів можна віднести недостатність ферментів-дісахарідаз: сахарази і ізомальтази, виявляються завжди поєднанні. У результаті цього дисахариди сахароза і изомальтоза не розщеплюються і не засвоюються організмом. Накопичуються при цьому в просвіті кишечника дисахариди осмотично пов'язують значну кількість води, що стає причиною проносу (діарея). У цих умовах можливо також поглинання клітинами епітелію деякої кількості дисахаридів. Однак вони залишаються метаболічно неактивними і в незмінному вигляді досить швидко виводяться з сечею. При дефектах активності дісахарідаз навантаження дисахаридами не викликає гіперглікемії в інтервалі 30-90 хв, як це має місце у здорових людей.
Порушення всмоктування. У здорових людей такі моносахариди, як глюкоза, галактоза, фруктоза і пентози всмоктуються мікроворсинками епітеліальних клітин тонкого кишечника. Перехід моносахаридів через мембрану клітин епітелію відбувається вторинним активним транспортом з обов'язковою участю АТФ-залежного натрієвого насос і специфічного переносника. При вторинному активному транспорті для перенесення одного з'єднання (наприклад, глюкози) використовується енергія електрохімічного градієнта, що створюється для іншої речовини (іонів натрію).
Серед етіологічних чинників порушень всмоктування вуглеводів виділяють наступні групи:
1) запалення слизової тонкого кишечнику;
2) дія токсинів, що блокують процес фосфорилювання і дефосфорилювання (флорідзіна, монойодацетат);
З) недолік іонів Nа +, наприклад, при гіпофункції кори надниркових залоз;
4) порушення кровопостачання кишкової стінки;
5) у новонароджених і грудних дітей можлива недостатня активність травних ферментів і ензиматичних систем фосфорилювання і дефосфорилювання вуглеводів. Як приклад наводимо синдром непереносимості лактози без дефіциту ферменту лактази і синдром вродженої недостатності лактази.
Синдром непереносимості лактози без дефіциту ферменту лактази проявляється злоякісно в перші дні після народження у вигляді важкої діареї, блювоти, ацидозу, лактозуріі, часто терапією. Виявляються також атрофія надниркових залоз і печінки, дегенерація ниркових канальців.
Вроджена недостатність лактази. У здорових людей лактаза розщеплює лактозу до глюкози та галактози. Новонароджені діти зазвичай отримують 50 -
Порушення депонування вуглеводів
У нормі вуглеводи депонуються у формі глікогену. У молекулі глікогену може міститися до мільйона моносахаридів. При цьому відбувається як би кристалізація глікогену і він не має осмотичним ефектом. Така форма придатна для зберігання в клітці. Якби така кількість молекул глюкози було розчинено, то через осмотичних сил клітку б розірвало. Глікоген є депонованої формою глюкози. Він міститься практично у всіх тканинах. Особливо багато його в печінці і в м'язах, в клітинах ж нервової системи кількість глікогену мінімально. Глікоген м'язів використовується в якості джерела енергії при інтенсивному фізичному навантаженні. Глікогеноліз в печінці активується у відповідь на зниження концентрації глюкози при перервах у прийомі їжі або у відповідь на стресові впливи. Основними гормонами, що активують Глік-геноліз, є глюкагон, адреналін (адреналін) і кортизол
Гормональна регуляція глікогенолізу
| Гормон | Місце освіти | Ініціатор | Ефект на глікогеноліз |
| Глюкагон | α-клітини підшлункової залози | Гіпоглікемія | Швидка активація |
| Адреналін | Мозковий шар надниркової | Стрес, гіпоглікемія | Швидка активація |
| Кортизол | Кора наднирників | Стрес | Тривала активація |
| Інсулін | β-клітини підшлункової залози | Гіперглікемія | Придушення |
Зниження синтезу глікогену. Серед етіологічних факторів відзначають, по-перше, токсичні пошкодження гепатоцитів (бактеріальна і вірусна мікрофлора, отруєння фосфором, чотирьоххлористим вуглецем та ін.) По-друге, дефіцит кисню і, як наслідок, виражене зниження ефективності утворення АТФ. По-третє, зниження тонусу парасимпатичної нервової системи. По-четверте, гіповітамінози В і С. 5-а етіологічна група включає ендокринні захворювання - цукровий діабет, тиреотоксикоз, недостатність надниркових залоз (хвороба Аддісона).
Посилення розпаду глікогену. Посилення глікогенолізу в печінці відбувається по-перше, на тлі підвищеної активності симпатичної нервової системи, по-друге, при збільшеній продукції гормонів - стимуляторів глікогенолізу (адреналіну, глюкагону, тироксину і соматотропного гормону). Збільшення симпатичних впливів і підвищена концентрація в крові гормонів-стимуляторів глікогенолізу спостерігається при інтенсивній м'язовій роботі, шоці, лихоманці, емоційних навантаженнях.
Патологічне депонування глікогену. Це група спадкових захворювань, при яких внаслідок генетичних дефектів деяких ферментів метаболізму глікогену відбувається його надмірне накопичення в різних органах, насамперед у печінці і скелетних м'язах. При деяких типах глікогенозів синтезується глікоген з порушеною структурою. Описано 12 форм глікогенозів. Найчастіше зустрічаються такі
Основні типи глікогенозів
| Глікогеноз | 1 типу (Крефельд-Гірке) | 2 типу (Помпе) | 3 типи (Корі і Форбса) | 4 типи (Андерсена) |
| Етіологія | Аутосомно-рецесивне успадкування | то ж | то ж | то ж |
| Успадковується дефіцит ферменту | глюкозо-6-фосфатаза | α-1 ,4-глюкозидази | аміло-1 ,6-глюкозидази | D-1 ,4-глюкан- 6-α-глюкози-трансфераза |
| Порушення структури глікогену | Ні | Ні | Поява безлічі укорочених бічних ланцюгів | Аномально довгі ланцюги, мало бічних відгалужень |
| Місця накопичення | Клітини печінки та нирок | Тканина печінки, селезінки, нирок, м'язова, нервова, лей-Коцит, еритро-ціти | Тканина печінки, скелетних м'язова, нервова, лей-Коцит та Еритреї-оціти | Тканина печінки і м'язів, лейкоцити |
| Основні прояви | Тяжка гіпоглікемія | Гіпотонія ске-льотних м'язів, кардіомегалія, серцева не-достатність | Гіпоглікемія | Гіпоглікемія гепатомегалія цироз пече-ні, печеноч-ва недоста-точність |
Порушення проміжного обміну вуглеводів
Виділяють три групи етіологічних чинників, дія яких може призвести до порушення проміжного обміну вуглеводів.
1. Гіпоксія. Дефіцит кисню перемикає клітинний метаболізм з аеробного на анаеробний тип, при якому основним джерелом енергії стає анаеробний гліколіз з утворенням надлишку молочної та піровиноградної кислот. При нетривалої гіпоксії надлишок лактату і пірувату надає компенсаторне дію. Молочна кислота підсилює дисоціацію оксигемоглобіну, розширює коронарні судини. Крім того, лактат надходить із кров'ю в печінку (цикл Корі), де перетворюється за участю ферменту лактатдегідрогенази в піруват. Піруват в печінці частково окислюється, а частково перетворюється на глюкозу (глюконеогенез). Таким чином лактат повертається в метаболічний фонд вуглеводів. Тривале існування надлишку молочної кислоти в тканинах призводить до дефіциту субстрату окислення - глюкози, що викликає подальше зниження ефективності синтезу АТФ. Дефіцит макроергів лежить в основі порушення трансмембранного переносу іонів і підвищення проникності мембран. У кінцевому підсумку це призводить до значних структурно-функціональним ушкодженням у тканинах, аж до загибелі клітин.
2. Порушення функцій печінки. У гепатоцитах частина молочної кислоти в нормі ресінтезіруется у глюкозу і глікоген. При ураженні печінки цей процес порушується, молочна кислота виходить у кров, розвивається ацидоз.
3. Гіповітаміноз. В 1. Вітамін В 1 (тіамін) в результаті процесу фосфорилювання перетворюється в кокарбоксилазу - простетичної групу ряду ферментів вуглеводного обміну. При недостатності вітаміну В 1 виникає дефіцит кокарбоксилази, що призводить до пригнічення синтезу ацетил-КоА з піровиноградної кислоти. Остання накопичується і частково переходить в молочну кислоту, вміст якої в зв'язку з цим зростає. Гальмування окислення піровиноградної кислоти знижує синтез ацетилхоліну, що викликає порушення передачі нервових імпульсів. При зростанні концентрації піровиноградної кислоти в 2-3 рази в порівнянні з нормою виникають порушення чутливості, неврити, паралічі та ін Гіповітаміноз В 1 призводить також до порушення роботи пентозофосфатного шляху окислення внаслідок зниження активності ферменту транскетолази.
Гіперглікемічних стану
Рівень глюкози в крові є найважливішим чинником гомеостазу. Він підтримується на певному рівні (3,33-5,55 ммоль / л) функцією кишечника, печінки, нирок, підшлункової залози, надниркових залоз, жирової тканини та інших органів.
Виділяють кілька типів регуляції вуглеводного обміну: субстратне, нервову, ниркову, гормональну.
Субстратна регуляція. Основним чинником, що визначає метаболізм глюкози, є рівень глікемії. Прикордонна концентрація глюкози, при якій продукція її в печінці дорівнює споживанню периферичними тканинами, становить 5,5-5,8 ммоль / л. При рівні, мсньшем цього, печінка поставляє глюкозу в кров; при більшому рівні, навпаки, домінує сінттез глікогену в печінці і м'язах.
Нервова регуляція. Збудження симпатичних нервових волокон приводить до звільнення адреналіну з надниркових залоз, що стимулює розщеплення глікогену в процесі глікогенолізу. Тому при подразненні симпатичної нервової системи спостерігається гіперглікемяческій ефект. Навпаки, роздратування парасимпатичних нервових волокон супроводжується посиленням виділення інсуліну підшлунковою залозою, надходженням глюкози в клітку і гіпоглікемічних ефектом.
Ниркова регуляція. В клубочках нирок глюкоза фільтрується, потім у проксимальних канальцях реабсорбується енергозалежною механізмом. Величина канальцевої реабсорбції щодо постійна, з віком є тенденція до зниження. При перевищенні в сироватці рівня 8,8 - 9,9 ммоль / л глюкоза виділяється з сечею. Показник глікемії, при якому з'являється глюкозурія, називається нирковим порогом. На виділення глюкози з сечею впливає швидкість клубочкової фільтрації, яка в нормі становить приблизно 13 мл / хв. При зниженні фільтрації при нирковій недостатності або зменшення кровопостачання нирок глюкоза буде відсутній у сечі навіть при глікемії, значно перевищує нирковий поріг, тому що фільтрується менше глюкози і вся вона встигає реабсорбироваться в проксимальних канальцях нирок. У разі нефропатій з порушенням реабсорбції глюкоза може з'явитися в сечі навіть при нормоглікемії. Тому за рівнем глюкози в сечі не можна ставити діагноз цукровий діабет.
Гормональна регуляція. На стабільність рівня глюкози в крові впливає широкий спектр гормонів, при цьому практично лише інсулін викликає гіпоглікемічний ефект. Контрінсулярних дією з підвищенням рівня глюкози крові володіють глюкагон, адреналін, глюкокортикоїди, СТГ, АКТГ, ТТГ.
1. Інсулін - поліпептид, складається з двох ланцюгів. А-ланцюг містить 21 амінокислоту, В-ланцюг - 30 амінокислот. Ланцюги з'єднані між собою двома дисульфідними містками. Інсулін схожий у різних видів ссавців: А-ланцюг ідентична у людини, свині, собаки, кашалота; По-ланцюг ідентична у бика, свині й кози. Фактично інсулін людини і свині відрізняються тільки тим, що на карбоксильне кінці В-ланцюга у свині знаходиться амінокислота аланін, а в людини треонін. Тому комерційний «людський інсулін» виробляється шляхом заміни аланіну на треонін в інсуліні свині.
Інсулін синтезується у вигляді неактивної поліпептидного ланцюга проінсуліну, таким він зберігається в гранулах β-клітин острівців Лангерганса підшлункової залози. Активація проінсуліну полягає у частковому протеолизе пептиду по Аrg31 і Аrg63. У результаті в еквімолярної кількості утворюються інсулін і С-пептид (соnnеcting рерtidе).
Інсулін у крові знаходиться у вільному і зв'язаному з білками стані. Деградація інсуліну відбувається в печінці (до 80%), нирках і жировій тканині. С-пептид також піддається деградації в печінці, але значно повільніше. Базальна концентрація інсуліну, визначали радіоімунологічним, становить у здорових 15-20 мк * Од / мл. Після пероральної навантаження глюкозою рівень його через 1 год підвищується в 5-10 разів у порівнянні з вихідним. Швидкість секреції інсуліну натще становить 0,5-1,0 Од / год, після прийому їжі збільшується до 2,5-5 Од / ч. У здорових людей спостерігаються дві фази секреції інсуліну - ранній пік (через 3-10 хв після вуглеводного навантаження) пізній пік (через 20 хв). Раннє виділення інсуліну стримує різкий підйом глюкози при її всмоктуванні.
Секреція інсуліну стимулюється, крім гіперглікемії, глюкагоном, а також поліпектіднимі гормонами кишечника, включаючи шлунково-кишковий інсулінотропний поліпетідний гормон (ЖІП), амінокислотами, вільними жирними кислотами, роздратуванням вагуса.
Метаболічне дію інсуліну комплексне, воно включає прямі ефекти на обмет ліпідів, білків і особливо у зв'язку з цукровим діабетом - на обмін D-глюкози. Інсулін посилює мембранний транспорт глюкози, амінокислот і К +, активує багато внутрішньоклітинні ферменти. У той же час полипептидная молекула інсуліну не здатна проникати через клітинну мембрану, тому всі ефекти інсуліну здійснюються через спеціальні рецептори на поверхні клітинної мембрани. Інсуліновий рецептор комплексний, він складається з а-і β-субодиниць, сполучених дисульфідними містками.
Високі концентрації інсуліну в крові володіють анаболічним, а низькі - катаболічним дією на обмін речовин.
До інсуліну може розвиватися резистентність, гостра резистентність пов'язана з інфекціями або запаленням. Резистентність може визначатися появою в кровотоці антитіл до інсуліну (IgG) і тканинної нечутливістю, що часто спостерігається при ожирінні. Афінність (спорідненість рецепторів до інсуліну) і / або число рецепторів залежить від ряду чинників; це сульфонілсечовини препарати, рН, цАМФ, фізична активність, характер і склад їжі, антитіла і інші гормони.
2. Глюкагон - в основному його ефекти протилежні дії інсуліну. Глюкагон стимулює глікогеноліз в печінці і глюконеогенез і сприяє липолизу і кетогенезу.
3. Адреналін в печінці стимулює глікогеноліз і глюконеогенез, в скелетних м'язах - глікогеноліз і ліполіз, в жировій тканині посилює ліполіз. Гіперпродукція адреналіну спостерігається при феохромоцитомі, при цьому в крові може бути транзиторна гіперглікемія.
4. Глюкокортикоїди посилюють глюконеогенез, гальмують транспорт глюкози, інгібують гліколіз і пентозофосфатний цикл, знижують синтез білка, потенциируют дію глюкагону, катехоламінів, соматотропного гормону. Надлишковою продукцією глюкокортикоїду гідрокортизону характеризується синдром Іценко - Кушинга, при якому гіперглікемія виникає через надмірне утворення глюкози з білків та інших субстратів.
5. Гормони щитовидної залози посилюють швидкість утилізації глюкози, прискорюють її всмоктування в кишечнику, активують инсулиназу, підвищують основний обмін, в тому числі окислення глюкози. Тиреотропний гормон надає метаболічні ефекти через стимуляцію щитовидної залози.
6. Соматотропний гормон володіє метаболічним ефектом, надає гіперглікемічний дію, в жировій тканині - липолитический ефект.
7. Адренокортикотропний гормон прямо і через стимуляцію звільнення глюкокортикоїдів викликає виражений гіперглікемічних ефект.
Гіперглікемія - підвищення рівня глюкози в крові вище 6,0 ммоль / л натще. У нормі концентрація глюкози в крові натще становить 3,33 - 5,55 ммоль / л. Гіперглікемічних стану в людини зустрічаються частіше, ніж гіпоглікемії. Розрізняють такі типи гіперглікемії:
1. Фізіологічні гіперглікемії. Це швидко оборотні стану. Нормалізація рівня глюкози в крові відбувається без будь-яких зовнішніх коригуючих впливів. До них відносяться:
1. Аліментарна гіперглікемія. Обумовлена прийомом їжі, що містить вуглеводи. У практично здорових людей пік концентрації глюкози в крові досягається приблизно до кінця першої години після початку прийому їжі і повертається до верхньої межі норми до кінця другої години після їжі. Активація секреції інсуліну β-клітинами острівців Лангерганса підшлункової залози починається рефлекторно, відразу після потрапляння їжі в порожнину рота і досягає максимуму при просуванні їжі в дванадцятипалу кишку і тонкий кишечник. Інсулін забезпечує трансмембранний перенос молекул глюкози з крові в цитоплазму клітин. Таким чином забезпечується доступність вуглеводів їжі клітинам організму і обмежуються втрати глюкози з сечею.
2. Нейрогенна гіперглікемія. Розвивається у відповідь на психологічний стрес і обумовлена викидом в кров великої кількості катехоламінів. Під впливом підвищеної концентрації катехоламінів у крові відбувається активація аденілатциклази. У цитоплазмі гепатоцитів і скелетних м'язів аденилатциклаза підвищує рівень циклічної АМФ. Надалі цАМФ активує протеїн фосфорілази «b», яка переводить неактивну фосфорилазу «b» в активну фосфорилазу «а». У процесі глікогенолізу фосфорілаза «а» регулює швидкість розпаду глікогену в печінці і м'язах. Таким чином, Гіперконцентрація катехоламінів у крові при психоемоційних і рухових навантаженнях і перевантаженнях призводять до підвищеної активності фосфорілази «а» і прискорюють розпад глікогену в печінці і скелетних м'язах.
2. Патологічні гіперглікемії. Їх розвиток може бути зумовлене:
1) нейроендокринними розладами, в основі яких лежать порушення оптимального співвідношення між рівнями гормонів гіпо-та гипергликемического дії в крові. Наприклад, при захворюваннях гіпофізу, пухлинах кори наднирника, при феохромоцитомі, гіперфункції щитовидної залози; при недостатній продукції інсуліну;
2) органічними ураженнями центральної нервової системи, розладами мозкового кровообігу різної етіології;
3) істотними порушеннями функції печінки запального або дегенеративного характеру;
4) судорожними станами, коли відбувається розщеплення глікогену м'язів та освіта лактату, з якого в печінці синтезується глюкоза;
5) дією деяких видів наркотичних речовин (морфін, ефір), що збуджують симпатичну нервову систему і тим самим сприяють розвитку гіперглікемії.
Найбільш часто зустрічається гіперглікемія при недостатності інсуліну - инсулинзависимая гіперглікемія, яка лежить в основі цукрового діабету.
Цукровий діабет
Цукровий діабет - це група метаболічних (обмінних) захворювань, що характеризуються гіперглікемією, яка є результатом дефектів секреції інсуліну та / або дії інсуліну або обох цих факторів. Хронічна гіперглікемія при діабеті поєднується з пошкодженням, дисфункцією та недостатністю різних органів, особливо очей, нирок, нервів, серця і кровоносних судин.
Патогенез цукрового діабету складається з декількох ланок: від аутоімунного ушкодження β-клітин підшлункової залози з подальшим дефіцитом інсуліну до порушень, що провокують резистентність до дії інсуліну. Основою порушення метаболізму вуглеводів, жирів і білків при діабеті є недостатність впливу інсуліну в тканинах-мішенях. Порушення секреції інсуліну і дефекти його дії часто співіснують в одного і того ж хворого, і деколи не ясно, яке порушення є первинною причиною гіперглікемії.
Симптоми вираженої гіперглікемія включають поліурія, полідипсія, зниження маси, іноді з поліфагія, і зниження гостроти зору. Погіршення зростання і сприйнятливість до інфекцій також можуть супроводжувати хронічну гіперглікемію. Гострі, загрозливі для життя ускладнення діабету - гіперглікемія з кетоацидозом, а також гіперосмолярні синдром без кетозу.
Хронічні ускладнення діабету включають ретинопатію з можливим розвитком сліпоти; нефропатію, що веде до ниркової недостатності; периферичну нейропатію з ризиком утворення виразок на нижніх кінцівках і ампутації, а також суглоба Шарко; автономну нейропатію, що викликає гастроінтестинальні, урогенітальні, серцево-судинні симптоми і статеву дисфункцію. Серед хворих на діабет висока частота атеросклеротичних уражень судин серця, периферичних та церебральних судин. Часто у хворих виявляється гіпертонія, порушення метаболізму ліпопротеїдів і парадонтоз. Емоційне і соціальний вплив діабету і потреби лікування можуть викликати істотну психосоціальну дисфункцію у хворих і членів їх сімей.
Виділяють дві патогенетичні категорії цукрового діабету: I-ю та II-ю. Цукровий діабет I-ої категорії (або I-го типу) типу обумовлений абсолютним дефіцитом секреції інсуліну. При діабеті II-ої категорії (II-го типу) є одночасно резистентність до інсуліну та неадекватного компенсаторного інсулінсекреторного відповіді.
Діабет I типу (деструкція β-клітин, зазвичай веде до абсолютного дефіциту інсуліну). У межах цієї категорії виділяють дві форми: іммуноопосредованную діабет і ідіопатичний діабет.
Іммуноопосредованную діабет. Ця форма діабету позначається також термінами: інсулінзалежний цукровий діабет (ІЗЦД), діабет I типу, діабет з ювенільним початком. Є результатом аутоімунної деструкції β-клітин підшлункової залози.
Маркери імунної деструкції β-клітин включають аутоантитіла до острівцевих клітинам (IСАs), аутоантитіла до інсуліну (IААs), аутоантитіла до декарбоксилази глютамінової кислоти (GAD 65) і аутоантитіла до тирозин-фосфатаза Lа-2 і LА2b.
Етіопатогенез. Під впливом вірусів і хімічних агентів, на тлі інсулітов (запалення острівців підшлункової залози) на поверхні β-клітин експресується антиген. Макрофаги пізнають цей антиген як чужорідний, відбувається активація Т-клітинної імунної відповіді. Т-клітинна реакція, спрямована проти екзогенних антигенів, може торкатися клітинні антигени острівців і тим самим викликати пошкодження β-річок. До поверховим і цитоплазматичних антигенів β-клітин з'являються аутоантитіла. Аутоімунна деструкція протікає приховано, з моменту запуску цих реакцій до клінічної маніфестації (загибель 80-90% β-клітин) проходить певний період. Клінічно виникнення цукрового діабету I типу є кінцевим етапом процесу пошкодження острівцевих клітин. Іммуноопосредованную діабет звичайно починається в дитячому та підлітковому віці, але може розвинутися в будь-який період життя, навіть у 80 - або 90-літніх людей похилого віку.
При ранньому виявленні процесу поразки цих клітин і при адекватному лікуванні пошкодження клітин можна зупинити і попередити.
Аутоімунна деструкція β-клітин має множинні генетичні рецесивні сприятливі фактори, але на неї також впливають і фактори зовнішнього середовища, які поки погано вивчені. Хоча хворі рідко мають ожиріння, його наявність не означає несумісність з цим діагнозом. Пацієнти з діабетом I типу також часто схильні до інших аутоіммунних захворювань, таких як хвороба Грейвса, тиреоїдит Хашимото, хвороба Аддісона, вітіліго і ін
Ідіопатичний діабет. Деякі форми діабету I типу не мають відомої етіології. Ряд таких хворих мають постійну інсулінопенію і схильність до кетоацидозу, але у них відсутні показники аутоімунного процесу. Хоча лише меншість хворих з діабетом I типу потрапляють в цю категорію, з тих, хто може бути до неї віднесено, більшість - африканського або азійського походження. У пацієнтів з цією формою діабету епізодично буває кетоацидоз і представлені різні ступені інсулінодефіціта між такими епізодами. Ця форма діабету має чітке спадкування, недолік даних по аутоімунному ураження β-клітин і не пов'язана з НLA. Абсолютна потреба в замісній інсулінотерапії у цих хворих може з'являтися і зникати.
Діабет II типу (від переважної інсулінорезистентності з відносним інсулінодефіцітом до переважаючого дефекту секреції інсуліну з відносною инсулинрезистентности).
Ця форма діабету позначається також термінами: інсулзавісімий цукровий діабет (ІНЦД), діабет II типу, діабет з «дорослим» початком. з «дорослим» початком. Спочатку, а часто на всьому протязі життя, інсулін не є життєво необхідним для цих хворих.
Основною причиною цукрового діабету II типу є нечутливість інсулінзавісимих тканин (печінка, м'язи, жирова тканина) до інсуліну. У нормі інсулін зв'язується зі специфічними рецепторами на клітинній мембрані і тим самим запускає захоплення глюкози клітиною і внутрішньоклітинний метаболізм глюкози. Резистентність може виявлятися на рецепторному і послерецепторном рівнях. При цьому інсулін спочатку продукується у нормальному або надлишковій кількості.
Більшість хворих з цією формою мають ожиріння, воно саме по собі викликає деяку ступінь інсулінорезистентності. У хворих, які не мають ожиріння за традиційними критеріями маси, може бути підвищеним відсоток жиру тіла, розподіленого переважно в абдомінальній області. При цьому типі діабету кетоацидоз рідко розвивається спонтанно, а коли спостерігається, зазвичай пов'язаний зі стресом у результаті іншого захворювання, наприклад інфекції. Ця форма діабету часто залишається недіагностованою багато років, так як гіперглікемія розвивається поступово, і ранні стадії часом недостатньо виражені, щоб хворий міг відзначити які-небудь з класичних симптомів діабету. Такі хворі перебувають у стані підвищеного ризику макро-і мікросудинних ускладнень. Незважаючи на те, що хворі з цією формою діабету можуть мати рівні інсуліну, які вважаються нормальними або підвищеними, можна було б очікувати, що вони були б ще вище у відповідь на високу глікемію, якщо б β-клітини функціонували нормально. Таким чином, секреція інсуліну у цих хворих неповноцінна і недостатня для того, щоб компенсувати инсулинрезистентности. Резистентність до інсуліну може зменшитися в результаті зниження маси та / або фармакотерапії гіперглікемії, однак вона рідко відновлюється до нормальної. Ризик розвитку цього типу діабету зростає з віком, ожирінням і недостатньою фізичною активністю. Він виникає частіше у жінок з попереднім цукровий діабет вагітних та у пацієнтів з гіпертонією та дисліпідемією, і його частота варіює в різних расових і етнічних підгрупах. Деякі характеристики цукрового діабету I та II типів представлені в таблиці.
Основні ознаки цукрового діабету I та II типів
До кінця патогенез цукрового діабету II типу неясний. Він асоційований з генетичною схильністю і в реальний час виявлено кілька генних асоціацій, наявність яких збільшує схильність до розвитку цукрового діабету II типу. Однак у повному обсязі генетичні фактори чітко не визначені.
Вторинний цукровий діабет. Діабет вважається «первинним» за відсутності відомого етіологічного фактора і «вторинним» в тому випадку, якщо гіперглікемія пов'язана з відомою причиною. Вторинний діабет може бути як I, так і II типу. Найбільш часто вторинним буває цукровий діабет II типу. Обидва типи цукрового діабету виникають у пацієнтів, схильних до захворювання, при дії факторів ризику. Основними причинами вторинного цукрового діабету є:
1. Порушення функції підшлункової залози, хронічний панкреатит (алкогольний, тропічний і т.д.), фіброз, рак. У зв'язку з порушеннями в дієті, погіршенням всмоктування і перетравлення, зниженням ендокринної функції: підшлункової залози у хворих дуже нестійкий рівень глюкози в крові періодично спостерігаються епізоди гіпер-і гіпоглікемії, рідко - кетоацидоз. Лікування ферментами підшлункової залози поліпшує глікемічний контроль.
2. Хвороби печінки: цироз, хронічний активний гепатит. Великі ураження печінки знижують екстракцію інсуліну печінкою з портальної циркуляції, що призводить до периферичної гіперінсулінемії та інсулінорезистентності. У схильних пацієнтів на цьому тлі виникає діабет. Порушення толерантності до глюкози і діабет середньої тяжкості відмічаються у 50-80% пацієнтів з встановленим цирозом.
3. Хвороби ендокринних залоз: акромегалія, синдром Кушинга, тиреотоксикоз, глюкагономах, феохромацітома, синдром Кона, гіперандрогенемії. Підвищений рівень контрінсулярних гормонів особливо у схильних осіб, знижує резервну функцію β-клітин і приводить до гіперглікемії.
4. Гемохроматоз - супроводжуються відкладенням заліза в печінці, підшлунковій залозі, шкірі, статевих органах. Підозра на наявність гемохроматозу у хворого на цукровий діабет має виникнути при поєднанні бронзового відтінку шкіри, гепатомегалії з аномальними функціональними печінковими тестами і імпотенції. Ефективне лікування гемохроматозу флеботомія і залізозв'язуючих препаратами покращує толерантність до глюкози.
5. Лікарський - індукований кортикостероїдами; оральними контрацептивами, тіазідовиє діуретиками і діазоксидом, вакором та іншими препаратами, токсично діють на підшлункову залозу, циклоспорином А, пентамідином. Деякі лікарські препарати можуть порушувати толерантність до глюкози, викликаючи або инсулинрезистентности, або дисфункцію о-клітин.
6. Генетичні порушення. Частина рідкісних генетичних аномалій (на рушення запасання глікогену, сімейна гіперліпідемія, атаксія Фрідрікса, міотонічна дистрофія та ін) може супроводжуватися цукровий діабет.
3. Адреналін в печінці стимулює глікогеноліз і глюконеогенез, в скелетних м'язах - глікогеноліз і ліполіз, в жировій тканині посилює ліполіз. Гіперпродукція адреналіну спостерігається при феохромоцитомі, при цьому в крові може бути транзиторна гіперглікемія.
4. Глюкокортикоїди посилюють глюконеогенез, гальмують транспорт глюкози, інгібують гліколіз і пентозофосфатний цикл, знижують синтез білка, потенциируют дію глюкагону, катехоламінів, соматотропного гормону. Надлишковою продукцією глюкокортикоїду гідрокортизону характеризується синдром Іценко - Кушинга, при якому гіперглікемія виникає через надмірне утворення глюкози з білків та інших субстратів.
5. Гормони щитовидної залози посилюють швидкість утилізації глюкози, прискорюють її всмоктування в кишечнику, активують инсулиназу, підвищують основний обмін, в тому числі окислення глюкози. Тиреотропний гормон надає метаболічні ефекти через стимуляцію щитовидної залози.
6. Соматотропний гормон володіє метаболічним ефектом, надає гіперглікемічний дію, в жировій тканині - липолитический ефект.
7. Адренокортикотропний гормон прямо і через стимуляцію звільнення глюкокортикоїдів викликає виражений гіперглікемічних ефект.
Гіперглікемія - підвищення рівня глюкози в крові вище 6,0 ммоль / л натще. У нормі концентрація глюкози в крові натще становить 3,33 - 5,55 ммоль / л. Гіперглікемічних стану в людини зустрічаються частіше, ніж гіпоглікемії. Розрізняють такі типи гіперглікемії:
1. Фізіологічні гіперглікемії. Це швидко оборотні стану. Нормалізація рівня глюкози в крові відбувається без будь-яких зовнішніх коригуючих впливів. До них відносяться:
1. Аліментарна гіперглікемія. Обумовлена прийомом їжі, що містить вуглеводи. У практично здорових людей пік концентрації глюкози в крові досягається приблизно до кінця першої години після початку прийому їжі і повертається до верхньої межі норми до кінця другої години після їжі. Активація секреції інсуліну β-клітинами острівців Лангерганса підшлункової залози починається рефлекторно, відразу після потрапляння їжі в порожнину рота і досягає максимуму при просуванні їжі в дванадцятипалу кишку і тонкий кишечник. Інсулін забезпечує трансмембранний перенос молекул глюкози з крові в цитоплазму клітин. Таким чином забезпечується доступність вуглеводів їжі клітинам організму і обмежуються втрати глюкози з сечею.
2. Нейрогенна гіперглікемія. Розвивається у відповідь на психологічний стрес і обумовлена викидом в кров великої кількості катехоламінів. Під впливом підвищеної концентрації катехоламінів у крові відбувається активація аденілатциклази. У цитоплазмі гепатоцитів і скелетних м'язів аденилатциклаза підвищує рівень циклічної АМФ. Надалі цАМФ активує протеїн фосфорілази «b», яка переводить неактивну фосфорилазу «b» в активну фосфорилазу «а». У процесі глікогенолізу фосфорілаза «а» регулює швидкість розпаду глікогену в печінці і м'язах. Таким чином, Гіперконцентрація катехоламінів у крові при психоемоційних і рухових навантаженнях і перевантаженнях призводять до підвищеної активності фосфорілази «а» і прискорюють розпад глікогену в печінці і скелетних м'язах.
2. Патологічні гіперглікемії. Їх розвиток може бути зумовлене:
1) нейроендокринними розладами, в основі яких лежать порушення оптимального співвідношення між рівнями гормонів гіпо-та гипергликемического дії в крові. Наприклад, при захворюваннях гіпофізу, пухлинах кори наднирника, при феохромоцитомі, гіперфункції щитовидної залози; при недостатній продукції інсуліну;
2) органічними ураженнями центральної нервової системи, розладами мозкового кровообігу різної етіології;
3) істотними порушеннями функції печінки запального або дегенеративного характеру;
4) судорожними станами, коли відбувається розщеплення глікогену м'язів та освіта лактату, з якого в печінці синтезується глюкоза;
5) дією деяких видів наркотичних речовин (морфін, ефір), що збуджують симпатичну нервову систему і тим самим сприяють розвитку гіперглікемії.
Найбільш часто зустрічається гіперглікемія при недостатності інсуліну - инсулинзависимая гіперглікемія, яка лежить в основі цукрового діабету.
Цукровий діабет
Цукровий діабет - це група метаболічних (обмінних) захворювань, що характеризуються гіперглікемією, яка є результатом дефектів секреції інсуліну та / або дії інсуліну або обох цих факторів. Хронічна гіперглікемія при діабеті поєднується з пошкодженням, дисфункцією та недостатністю різних органів, особливо очей, нирок, нервів, серця і кровоносних судин.
Патогенез цукрового діабету складається з декількох ланок: від аутоімунного ушкодження β-клітин підшлункової залози з подальшим дефіцитом інсуліну до порушень, що провокують резистентність до дії інсуліну. Основою порушення метаболізму вуглеводів, жирів і білків при діабеті є недостатність впливу інсуліну в тканинах-мішенях. Порушення секреції інсуліну і дефекти його дії часто співіснують в одного і того ж хворого, і деколи не ясно, яке порушення є первинною причиною гіперглікемії.
Симптоми вираженої гіперглікемія включають поліурія, полідипсія, зниження маси, іноді з поліфагія, і зниження гостроти зору. Погіршення зростання і сприйнятливість до інфекцій також можуть супроводжувати хронічну гіперглікемію. Гострі, загрозливі для життя ускладнення діабету - гіперглікемія з кетоацидозом, а також гіперосмолярні синдром без кетозу.
Хронічні ускладнення діабету включають ретинопатію з можливим розвитком сліпоти; нефропатію, що веде до ниркової недостатності; периферичну нейропатію з ризиком утворення виразок на нижніх кінцівках і ампутації, а також суглоба Шарко; автономну нейропатію, що викликає гастроінтестинальні, урогенітальні, серцево-судинні симптоми і статеву дисфункцію. Серед хворих на діабет висока частота атеросклеротичних уражень судин серця, периферичних та церебральних судин. Часто у хворих виявляється гіпертонія, порушення метаболізму ліпопротеїдів і парадонтоз. Емоційне і соціальний вплив діабету і потреби лікування можуть викликати істотну психосоціальну дисфункцію у хворих і членів їх сімей.
Виділяють дві патогенетичні категорії цукрового діабету: I-ю та II-ю. Цукровий діабет I-ої категорії (або I-го типу) типу обумовлений абсолютним дефіцитом секреції інсуліну. При діабеті II-ої категорії (II-го типу) є одночасно резистентність до інсуліну та неадекватного компенсаторного інсулінсекреторного відповіді.
Діабет I типу (деструкція β-клітин, зазвичай веде до абсолютного дефіциту інсуліну). У межах цієї категорії виділяють дві форми: іммуноопосредованную діабет і ідіопатичний діабет.
Іммуноопосредованную діабет. Ця форма діабету позначається також термінами: інсулінзалежний цукровий діабет (ІЗЦД), діабет I типу, діабет з ювенільним початком. Є результатом аутоімунної деструкції β-клітин підшлункової залози.
Маркери імунної деструкції β-клітин включають аутоантитіла до острівцевих клітинам (IСАs), аутоантитіла до інсуліну (IААs), аутоантитіла до декарбоксилази глютамінової кислоти (GAD 65) і аутоантитіла до тирозин-фосфатаза Lа-2 і LА2b.
Етіопатогенез. Під впливом вірусів і хімічних агентів, на тлі інсулітов (запалення острівців підшлункової залози) на поверхні β-клітин експресується антиген. Макрофаги пізнають цей антиген як чужорідний, відбувається активація Т-клітинної імунної відповіді. Т-клітинна реакція, спрямована проти екзогенних антигенів, може торкатися клітинні антигени острівців і тим самим викликати пошкодження β-річок. До поверховим і цитоплазматичних антигенів β-клітин з'являються аутоантитіла. Аутоімунна деструкція протікає приховано, з моменту запуску цих реакцій до клінічної маніфестації (загибель 80-90% β-клітин) проходить певний період. Клінічно виникнення цукрового діабету I типу є кінцевим етапом процесу пошкодження острівцевих клітин. Іммуноопосредованную діабет звичайно починається в дитячому та підлітковому віці, але може розвинутися в будь-який період життя, навіть у 80 - або 90-літніх людей похилого віку.
При ранньому виявленні процесу поразки цих клітин і при адекватному лікуванні пошкодження клітин можна зупинити і попередити.
Аутоімунна деструкція β-клітин має множинні генетичні рецесивні сприятливі фактори, але на неї також впливають і фактори зовнішнього середовища, які поки погано вивчені. Хоча хворі рідко мають ожиріння, його наявність не означає несумісність з цим діагнозом. Пацієнти з діабетом I типу також часто схильні до інших аутоіммунних захворювань, таких як хвороба Грейвса, тиреоїдит Хашимото, хвороба Аддісона, вітіліго і ін
Ідіопатичний діабет. Деякі форми діабету I типу не мають відомої етіології. Ряд таких хворих мають постійну інсулінопенію і схильність до кетоацидозу, але у них відсутні показники аутоімунного процесу. Хоча лише меншість хворих з діабетом I типу потрапляють в цю категорію, з тих, хто може бути до неї віднесено, більшість - африканського або азійського походження. У пацієнтів з цією формою діабету епізодично буває кетоацидоз і представлені різні ступені інсулінодефіціта між такими епізодами. Ця форма діабету має чітке спадкування, недолік даних по аутоімунному ураження β-клітин і не пов'язана з НLA. Абсолютна потреба в замісній інсулінотерапії у цих хворих може з'являтися і зникати.
Діабет II типу (від переважної інсулінорезистентності з відносним інсулінодефіцітом до переважаючого дефекту секреції інсуліну з відносною инсулинрезистентности).
Ця форма діабету позначається також термінами: інсулзавісімий цукровий діабет (ІНЦД), діабет II типу, діабет з «дорослим» початком. з «дорослим» початком. Спочатку, а часто на всьому протязі життя, інсулін не є життєво необхідним для цих хворих.
Основною причиною цукрового діабету II типу є нечутливість інсулінзавісимих тканин (печінка, м'язи, жирова тканина) до інсуліну. У нормі інсулін зв'язується зі специфічними рецепторами на клітинній мембрані і тим самим запускає захоплення глюкози клітиною і внутрішньоклітинний метаболізм глюкози. Резистентність може виявлятися на рецепторному і послерецепторном рівнях. При цьому інсулін спочатку продукується у нормальному або надлишковій кількості.
Більшість хворих з цією формою мають ожиріння, воно саме по собі викликає деяку ступінь інсулінорезистентності. У хворих, які не мають ожиріння за традиційними критеріями маси, може бути підвищеним відсоток жиру тіла, розподіленого переважно в абдомінальній області. При цьому типі діабету кетоацидоз рідко розвивається спонтанно, а коли спостерігається, зазвичай пов'язаний зі стресом у результаті іншого захворювання, наприклад інфекції. Ця форма діабету часто залишається недіагностованою багато років, так як гіперглікемія розвивається поступово, і ранні стадії часом недостатньо виражені, щоб хворий міг відзначити які-небудь з класичних симптомів діабету. Такі хворі перебувають у стані підвищеного ризику макро-і мікросудинних ускладнень. Незважаючи на те, що хворі з цією формою діабету можуть мати рівні інсуліну, які вважаються нормальними або підвищеними, можна було б очікувати, що вони були б ще вище у відповідь на високу глікемію, якщо б β-клітини функціонували нормально. Таким чином, секреція інсуліну у цих хворих неповноцінна і недостатня для того, щоб компенсувати инсулинрезистентности. Резистентність до інсуліну може зменшитися в результаті зниження маси та / або фармакотерапії гіперглікемії, однак вона рідко відновлюється до нормальної. Ризик розвитку цього типу діабету зростає з віком, ожирінням і недостатньою фізичною активністю. Він виникає частіше у жінок з попереднім цукровий діабет вагітних та у пацієнтів з гіпертонією та дисліпідемією, і його частота варіює в різних расових і етнічних підгрупах. Деякі характеристики цукрового діабету I та II типів представлені в таблиці.
Основні ознаки цукрового діабету I та II типів
| Ознака | I тип (ІЗЦД) | II ТИП (ІНЦД) |
| Частота захворюваності, переважання чоловіків або женщін_среді_заболевшіх | 0,2-0,5% обидві статі уражаються однаково | 2,0 - 4,0%, жінки хворіють частіше за чоловіків |
| Вік виникнення хвороби | Діти, молоді люди | Дорослі люди, люди похилого віку |
| Розвиток симптомів | Гостре | Поступове |
| Статура | Худі | Часто ожиріння |
| Втрата маси при захворюванні | Як правило, відбувається | Схуднення дуже рідко |
| Запах кетонів з рота | Буває часто | Зазвичай запаху немає |
| Зміна складу сечі | Глюкоза і ацетон | Глюкоза |
| Концентрація інсуліну в плазмі | Низька або не визначається | Часто нормальна, може бути підвищеною |
| Антитіла до острівцевих клітинам | Присутні | Відсутні |
| Спадковість | Уражено <10% родичів 1 ступеня споріднення, конкордантность серед ідентичних близнюків 50% | Уражено> 20% родичів 1 ступеня споріднення, конкордантность серед близнюків 90-100% |
| Асоціація з НLА | В8, В15, Dw3, Dw4, DR3, DR4 | Ні асоціації |
| Лікування (основне) | Інсулін | Дієта, сульфанілсечовини препарати |
Вторинний цукровий діабет. Діабет вважається «первинним» за відсутності відомого етіологічного фактора і «вторинним» в тому випадку, якщо гіперглікемія пов'язана з відомою причиною. Вторинний діабет може бути як I, так і II типу. Найбільш часто вторинним буває цукровий діабет II типу. Обидва типи цукрового діабету виникають у пацієнтів, схильних до захворювання, при дії факторів ризику. Основними причинами вторинного цукрового діабету є:
1. Порушення функції підшлункової залози, хронічний панкреатит (алкогольний, тропічний і т.д.), фіброз, рак. У зв'язку з порушеннями в дієті, погіршенням всмоктування і перетравлення, зниженням ендокринної функції: підшлункової залози у хворих дуже нестійкий рівень глюкози в крові періодично спостерігаються епізоди гіпер-і гіпоглікемії, рідко - кетоацидоз. Лікування ферментами підшлункової залози поліпшує глікемічний контроль.
2. Хвороби печінки: цироз, хронічний активний гепатит. Великі ураження печінки знижують екстракцію інсуліну печінкою з портальної циркуляції, що призводить до периферичної гіперінсулінемії та інсулінорезистентності. У схильних пацієнтів на цьому тлі виникає діабет. Порушення толерантності до глюкози і діабет середньої тяжкості відмічаються у 50-80% пацієнтів з встановленим цирозом.
3. Хвороби ендокринних залоз: акромегалія, синдром Кушинга, тиреотоксикоз, глюкагономах, феохромацітома, синдром Кона, гіперандрогенемії. Підвищений рівень контрінсулярних гормонів особливо у схильних осіб, знижує резервну функцію β-клітин і приводить до гіперглікемії.
4. Гемохроматоз - супроводжуються відкладенням заліза в печінці, підшлунковій залозі, шкірі, статевих органах. Підозра на наявність гемохроматозу у хворого на цукровий діабет має виникнути при поєднанні бронзового відтінку шкіри, гепатомегалії з аномальними функціональними печінковими тестами і імпотенції. Ефективне лікування гемохроматозу флеботомія і залізозв'язуючих препаратами покращує толерантність до глюкози.
5. Лікарський - індукований кортикостероїдами; оральними контрацептивами, тіазідовиє діуретиками і діазоксидом, вакором та іншими препаратами, токсично діють на підшлункову залозу, циклоспорином А, пентамідином. Деякі лікарські препарати можуть порушувати толерантність до глюкози, викликаючи або инсулинрезистентности, або дисфункцію о-клітин.
6. Генетичні порушення. Частина рідкісних генетичних аномалій (на рушення запасання глікогену, сімейна гіперліпідемія, атаксія Фрідрікса, міотонічна дистрофія та ін) може супроводжуватися цукровий діабет.