Патофизиология углеводного обмена

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ПАТОФИЗИОЛОГИИ
М.М.Миннебаев, Ф.И. Мухутдинова, С.В.Бойчук, ЛД.Зубаирова, А.Ю.Теплов.
ПАТОФИЗИОЛОГИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА.
САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
(УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
СТУДЕНТОВ)
КАЗАНЬ-2006 г.
Рекомендовано к публикации Центральным координационным методическим Советом Казанского государственного медицинского университета.
ПАТОФИЗИОЛОГИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА. САХАРНЫЙ ДИАБЕТ.
(Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов).
Казань, 2006 год. — 24 с.
Составители: проф.М.М. Миннебаев, проф. Ф.И. Мухутдинова, проф.
С.В.Бойчук, доц. Л.Д.Зубаирова, доц. А.Ю.Теплов.
Рецензенты: проф. А.П. Цибулькин, проф. Л.Н. Иванов.
Нарушение углеводного обмена составляют значительную долю
клинических проявлений типических нарушений обмена веществ.
Часть их носит симптоматический и вторичный характер, а некоторые являются самостоятельными заболеваниями. Среди последних наиболее распространенной болезнью является сахарный диабет. В свете сказанного, рекомендуемое метод. пособие освещает основные этапы в обмене
углеводов и возможные механизмы их нарушений.
Метод. пособие составлено с учетом соответствующего раздела учебной программы по патофизиологии.
ЗНАЧЕНИЕ УГЛЕВОДОВ ДЛЯ ОРГАНИЗМА
1. Энергетическое. Одна молекула глюкозы освобождает 680 кал
энергии или 38 мол. АТФ. Вторая особенность использования углеводов
как энергетического материала: часть глюкозы находится в виде гликогена
(печени и мышц) для потребления всеми органами. В-третьих, часть угле
водов (избыток) превращается в жир.
2. Часть глюкозы вступает в пентозный цикл, т.е. прямое окисление.
Образующийся рибоза - 5 фосфат входит в состав молекулы рибонуклеотидов - АТФ, НАД, НАДФ, РНК и т.д. Кроме того, в пентозном цикле образуется НАДФН2 , который участвует как донатор водорода для многочисленных синтетических процессов (гормонов щитовидной железы, инсулина, при построении стероидов, высших жирных кислот).
3. Из углеводов образуется глюкуроновая кислота, которая используется в процессах дезинтоксикации печени.
4. Через глюкуроновую кислоту углеводы являются участниками
синтеза мукополисахаридов, гиалуроновой кислоты, синтеза гепарина, а
также углеводы входят в состав в состав гликопротеидов сыворотки крови.
НАРУШЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОГО
ГИДРОЛИЗА И ВСАСЫВАНИЯ УГЛЕВОДОВ
Организм постоянно нуждается в поступлении углеводов. Из общей
массы глюкозы крови 69% потребляет нервная система. Гликоген печени
составляет 90-80 гр., что дает 300 ккал. В мышцах - около 280 гр., что дает
1000 - 1200 ккал. Средняя затрата энергии для взрослого человека составляет 2500 ккал, т.е. даже весь имеющийся запас гликогена в организме не
покрывает эту минимальную затрату в средней суточной энергетике. Поэтому организм нуждается в постоянном подвозе углеводов с пищей, глюконеогенезе из жиров и белков (глюконеогенезе из жиров - глицерина, из
белка - глюкогенных аминокислот: аланина, аспарагиновой кислоты и
глютаминовой кислоты). В основном организм потребляет растительные
углеводы, т.к. в мясе гликогена (животных углеводов) очень мало.
В кишечнике под влиянием птиалина слюны, диастазы поджелудочной железы происходит распад полисахаридов и образуются моносахариды. Нарушение этого процесса переваривания происходит при нарушении
поступления сока поджелудочной железы - при панкреатитах, закупорке
протоков панкреаса камнем, опухолью и др. - в кишечник всасывание углеводов нарушается. Наличие в кале непереваренных зерен крахмала является одним из показателей нарушения усвоения полисахаридов. Патология
всасывания углеводов особенно легко развивается в младенческом возрасте
в результате недостаточно сформированной адаптации кишечника к ингредиентам пищи. Диспепсии в раннем детском возрасте обусловлены в
результате позднего формирования (вернее запаздывания) ферментных
систем кишечника. Процесс всасывания глюкозы, фруктозы идет с затратой энергии против градиента концентрации с помощью фосфориливания
гексокиназой. Большая часть фосфорилированной глюкозы в стенке кишечника подвергается действию фосфатазы, т.е. дефосфорилируется, а освободившаяся глюкоза поступает в воротную вену. Нарушение всасывания
углеводов наблюдается при воспалительных процессах в стенке кишечника, что затрудняет процессы фосфорилирования глюкозы.
При недостаточной функции коры надпочечников дефицит альдестерона сопровождается дефицитом натрия, что также нарушает процесс
всасывания углеводов.
МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ
В печени постоянно происходит процесс образования гликогена и
его распад (гликогенез и гликогенолиз). Синтез гликогена происходит как
из экзогенных углеводов, так и молочной кислоты и продуктов других обменов - глюконеогенез и далее гликогенез. В мышцах гликоген образуется
из глюкозы и молочной кислоты. Большое значение в синтезе гликогена
имеет уровень глюкозы в крови (т.е. количество субстрата). Процессы синтеза гликогена зависят от деятельности фермента синтетазы. Синтез гликогена происходит только после фосфорилирования через АТФ. Синтез и
распад в печени катализируется фосфорилазой (при избытке глюкозы усиливается образование гликогена, а при недостатке - его распад).
В мышцах нет фосфатазы, поэтому из мышц фосфорилированная
глюкоза выйти не может, поэтому в мышцах депо гликогена используется
только самими мышцами.
Патология гликогенообразования:
1. Усиленный распад гликогена - наблюдается:
а) в результате резкого усиления обмена веществ, затрата энергии не
компенсируется экзогенным поступлением углеводов и синтезом гликоге
на;
б) при психомоторном возбуждении - через симпатическую нерв
ную систему;
в) при усилении синтеза гормонов - тироксина, адреналина, глюкагона - все эти гормоны активируют фосфорилазу. Активация фосфорилазы
происходит и при сдвигах тканевой реакции в кислую сторону (при уси
ленной мышечной работе);
г) при бактериальных интоксикациях, лихорадке, тиреотоксикозе,
сахарном диабете, опухолях мозгового вещества надпочечников за счет
возбуждения симпатического отдела нервной системы;
д) недостаточный синтез гликогена наблюдается при всех заболева
ниях, сопровождающихся гипоксией печени. При всех видах гипоксии
снижаются окислительные процессы, наблюдается дефицит АТФ. Печень
получает 1/3 крови по печеночной артерии, а остальные 2/3 - по воротной
вене, т.е. венозную кровь с низким содержанием кислорода, поэтому в пе
чени парциальное давление кислорода очень низкое и она очень чувстви
тельна гипоксии.
Комбинированная форма нарушения обмена гликогена - недостаточный синтез и ускоренный распад гликогена - встречается при гепатитах и экстремальных состояниях (тяжелые ожоги, шок, интоксикация). При
этом происходит переключение тканевой энергетики с углеводного на жировой и белковый обмен. В этих условиях в результате гипоксии накапливаются недоокисленные продукты этих обменов, развивается кетоз, образуются биогенные амины и др. Нарушение синтеза гликогена в форме не-
достаточности содержания его в мышцах наблюдается при псевдопаралитической миастении в результате нарушения передачи нервно - трофических импульсов в скелетной мышце. У таких больных содержание гликогена в мышцах снижается до нуля.
При всех снижениях уровня гликогена в печени возникает гипогликемия. Ранним признаком снижения содержания гликогена в печени является кетоз, так как в печени компенсаторно мобилизуются и распадаются
жиры: в кровь поступают их продукты распада - кетоновые тела, которые
на периферии при недостатке углеводов не могут распадаться до конечных
продуктов.
Стабилизация гликогена (снижение распада гликогена-гликогеноз
или болезнь Гирке, Помпе). При болезни Гирке повсюду накапливается
гликоген, даже в мозговой ткани. При этой болезни снижена активность
фосфорилазы, а также глюко - 6-фосфатазы. В других случаях снижена активность и фосфатазы, переход глюкозы из печени резко затруднен, так
как глюкоза не может в фосфорилированной форме-«выйги из печени». В
крови наблюдается гипогликемия, снижается участие углеводов в энергетическом балансе. В этих случаях терапевтический эффект дает применение глюкагона.
НАРУШЕНИЕ МЕЖУТОЧНОГО ОБМЕНА. НАРУШЕНИЕ
РЕГУЛЯЦИИ ТРАНСПОРТНОГО ЗВЕНА ОБМЕНА ГЛЮКОЗЫ.
1. Резервирование гликогена и превращение жира в глюкозу усиливается под влиянием инсулина (чаще всего при возбуждении парасимпатической нервной системы), который одновременно тормозит глюконеогенез
и способствует утилизации глюкозы тканями.
2. Поступление глюкозы в кровь, что связано с распадом гликогена
печени и глюконеогенезом - усиливается под влиянием симпатических
импульсов, гормонов-тироксина, глюкагона, адреналина; глюконеогенез
усиливается глюкокортикоидами (глюкокортикоиды действуют на гексокиназу ингибируя ее, а инсулин, наоборот, стимулирует).
3. Аэробная и анаэробная фазы энергетической утилизации глюкозы
под влиянием симпатической нервной системы, тироксина, глюкагона, адреналина и глюкокортикоидов.
Все эти процессы (этапы) интегрируются сахарным центром, расположенным на разных уровнях ЦНС (кора, подкорка и др.). Проявлением
дискоординации этих центров является гипо- и гипергликемия.
ГИПЕРГЛИКЕМИЯ бывает алиментарной, эмоциональной, гормональной. Эмоциональная - нервно-гуморальной природы. Гормональная при тиреотоксикозе (активация фосфорилазы), при акромегалии, болезни
Иценко-Кушинга.
Продолжительность реализации этих причин происходит лишь в тех
случаях, когда усиленное поступление глюкозы сочетается с недостаточностью утилизации глюкозы периферией. А это наблюдается лишь при недостатке инсулина. Поэтому вышеперечисленные предпосылки гипергликемии не проявляются при достаточном количестве инсулина, но при длительных воздействиях факторов, вызывающих гипергликемию, может возникнуть вторичное снижение синтеза инсулина (истощение В-клеток поджелудочной железы). Наркоз-морфинный, эфирный, хлороформный снимает сдерживающее влияние коры на подкорку, усиливается симпатическая импульсация- гипергликемия. Наркоз барбитуратами - гипергликемию не дает, так как угнетается стволовая часть головного мозга. При гипергликемии наблюдается галактозурия, фруктозурия, пентозурия (при
обильном приеме вишен, чернослива). Почечная глюкозурия бывает при
нарушении реабсорбции глюкозы в почках. Алиментарная гипергликемия
продолжается в течение 2-3 часов после приема больших количеств легкоусваиваемых углеводов. В развитии первой ее фазы большое значение
имеет нервно-рефлекторный компонент (рефлекс с рецепторов полости
рта, интерорецепторов слизистой желудка на симпатические нервы - распад гликогена в печени). Второй этап - в результате поступления самой
глюкозы из кишечника. Третья фаза-гипогликемическая за счет нарастания
образования инсулина. Затем вновь следует вторичная гипергликемия с
последующим
волнообразным
затуханием.
ГИПОГЛИКЕМИЯ
развивается при:
а) возбуждении парасимпатической нервной системы за счет усиле
ния синтеза гликогена в печени и усиления превращения глюкозы в жир
усиливается; за счет усиленной секреции инсулина тормозится распад гли
когена;
б) стабильная гипогликемия бывает при опухолях в мозгу, локали
зующихся в местах «сахарного центра», при опухолях В-клеток поджелу
дочной железы;
в) при усиленной мышечной работе, при гипофизарной кахексииатрофия гипофиза, при разрушении надпочечников (при отсутствии глюкокортикоидов резко растормаживается действие инсулина, так как
глюкокортикоиды угнетают активность глюкокоиназы);
г) при тяжелых поражениях печени;
д) при гиперфункции инсулярного аппарата.
Проявлением гипогликемии прежде всего, является поражение
функции ЦНС: в нервной ткани гликогена очень мало, нервная клетка
получает энергию исключительно за счет углеводов. Вначале наступает
возбуждение, а затем быстро оно переходит в торможение (при
концентрации сахара в крови 40-45% мг и ниже). При гипогликемии
отдельные симптомы объясняются компенсаторным усилением секреции
адреналина и возбуждением симпатической нервной системы
(расширение зрачков, ускорение пульса и т.д.), направленные
препятствованию дальнейшего снижения уровня сахара в крови. В то же
время,
имеются
симптомы
повышенной
возбудимости
и
парасимпатической нервной системы (вазомоторные расстройства, непроизвольная дефекация и мочеиспускание, сонливость, судороги,
потливость, дрожь, амнезия, афазия, потеря сознания, коматозное
состояние). На фоне возбуждения симпатической нервной системы все же
преобладают симптомы возбуждения парасимпатической нервной
системы.
Для окислительного превращения пировиноградной кислоты необходимо наличие фермента, простетическая группа которогококарбоксилаза-представляет собой пирофосфорный эфир тиамина (витамин В1). При недостаточности этого витамина нарушается межуточный
обмен углеводов, накапливаются пировиноградная кислота и молочная
кислота. При этом в первую очередь нарушается деятельность ЦНС, так
как
превращение углеводов составляет основу обмена, обеспечивающего
энергетическим материалом функциональную деятельность нервной
ткани.
Синтез ацетилхолина также связан с окислением пировиноградной
кислоты, нарушение окисления пировиноградной кислоты при недостатке
витамина В1 затрудняет образование ацетилхолина.
Сахар
Гликоген
Гликоген
АТФ + киназа
Циклический
3,5-АМФ
Аденил-циклаза
+ АТФ
Глюкоза
1. Панкреатическая-в результате непосредственного поражения Вклеток (диабет I типа);
2. Внепанкреатическая-секркция В-клеток нормальная, но инсулин
по пути к эффекторным органам или в самих эффекторных органах или
разрушается или инактивируется (диабет II типа).
ЭТИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ панкреатической инсулиновой
не-достаточности:
1. Все то, что подавляет уровень окислительных процессов в В-
альдозы
клетках поджелудочной железы - их гипоксия - нарушение кровоснабжения поджелудочной железы при атеросклерозе сосудов брюшной
полости,
при длительном спазме сосудов поджелудочной железы, образование застойного очага в заднем гипоталамусе, где расположены высшие
симпатические центры, в результате эмоционально-психических реакций, при
фиброзе В-клеток поджелудочной железы (например, при хронических панкреатитах). При гипоксии тормозится переход сульфгидрильных групп в
дисульфидные.
2. Повышенное образование в организме аллоксана-в результате
этого избирательно повреждаются В-клетки поджелудочной железы.
САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
Сахарный диабет (СД)- заболевание общего обмена веществ с преимущественным
результате
поражением
инсулиновой
углеводного
обмена,
недостаточности.
Это
развивается
в
Аллок-сан реагирует с сульфгидридными группами, поэтому нарушается
синтез инсулина, и аллоксан оказывает диабетогенное действие. За счет
связыва-ния
8Н-групп
инактивируются
тиоловые
ферменты,
заболевание
участвующие в синте-зе инсулина. Повышенное образование в организме
характеризуется гипергликемией, глюкозурией, полиурией и осложняется
аллоксана наблюдается при нарушении обмена нуклеопротеидов-
кетозом и поражением сердечно-сосудистой системы.
нарушение мочекислого обмена. Клиническим подтверждением этого
Различают два типа инсулиновой недостаточности:
является то, что подагра часто сопро-вождается развитием сахарного
диабета.
3. В эксперименте было показано, что при введении дитизона на-
блюдается развитие диабета. Дитизон вызывает образование хелатов с
цинком; нарушается образование стойкого полимерного инсулина в Вклетках. Таким образом, нарушение обмена цинка может явиться
причиной диабета. Поэтому больным сахарным диабетом рекомендуется
вводить вещества, содержащие много цинка.
4. Давно известно, что если внутрибрюшно кошке ввести большое
количество глюкозы, то вначале у них развивается гиперфункция инкре
торной функции поджелудочной железы, а затем перенапряжение и исто
щение инсулярного аппарата-диабет у кошек. Отсюда у человека сахар
ный диабет может развиваться в результате длительного перенапряжения и
истощения инсулярного аппарата (злоупотребление легкоусваиваемыми
углеводами). Диабет алиментарного происхождения. Диабет-это расплата
за переедание. Излишнее употребление жира вызывает прямое угнетение
В-клеток.
5. Аутоиммунное поражение В-клеток поджелудочной железы (чаще
всего при развитии диабета в юношеском возрасте).
Итак, вышеперечисленные причины лежат в основе развития панкреатической инсулиновой недостаточности. В то же время, у многих людей в ЦНС развивается застойный очаг, многие люди переедают, многие
имеют атеросклероз, но не все болеют диабетом. Для реализации всех
этих причин нужны определенные условия, т.е. превращение возможности
в действительность. Для этого необходима генотипическая функциональная неполноценность инсулярного аппарата поджелудочной железы. Это
преддиабет. Люди с преддиабетом должны находится под диспансерным
наблюдением.
Процесс образования и секреции инсулина
Предшественником инсулина является проинсулин, состоящий из 84
аминокислотных остатков. Активная часть проинсулина-это та часть, которая состоит из 51 аминокислотного остатка. Первый этап образования
активного инсулина-это отторжение неактивной части проинсулина с
помощью ферментов (типа пептидаз). В активной форме инсулина
аминокис-лотные
остатки
группируются
в
две
цепи-А
(из
21
аминокислотного остат-ка) и В-цепи (состоит из 30 остатков). Обе эти
цепи соединяются дисуль-фидными мостиками. Восстановление этих
дисульфидных групп в суль-фидные ведет к утрате инсулином активности.
В настоящее время инсулин синтезирован искусственно. Для синтеза
инсулина, образования дисуль-фидного мостика необходимо наличие
сульфгидрильных групп. Глютати-он - донатор сульфгидрильных групп.
Инсулин имеет молекулярный вес 6000, он является нестойким и
устойчивость, способность резервироваться в В-клетках приобретается им
при полимеризации этого первичного инсу-лина, получается инсулин
полимеризованный (мол. вес 24-48 тыс.). Эта полимеризация происходит
при участии цинка. Для синтеза инсулина осо-бенно необходимы
серосодержащие аминокислоты, так как они составля-ют около 12 % всех
аминокислотных остатков в молекуле этого гормона.
Поступление инсулина из В-клеток в кровь происходит при следующих условиях: а) повышение уровня сахара в крови. Сахар - адекватный
стимулятор секреции инсулина; б) возбуждение блуждающего нерва; в)
синтез секретина.
Инсулин стимулирует синтез белка; значит, при поступлении в организм белка усиливается секреция инсулина. Ежедневно у человека образуется примерно 55 единиц инсулина. Инсулин повышает проницаемость
клеток для глюкозы, активируя фосфорилирование глюкозы, способствует
ее окислению. Инсулин тормозит активность глюкозо-6-фосфатазы, тормо-
свободного инсулина увеличивается. Так возникает «стероидный и гипо-
зит глюконеогенез из жиров и белков.
физарный диабет». Отсюда, явление «стероидного диабета» могут прохо-
Связанный с белками инсулин действует только на жировую ткань,
дить после подавления функции гипофиза.
он не предохраняет от диабета, поэтому может возникнуть так называемый
Кроме всего перечисленного, глюкокортикоиды активируют глюко-
«диабет на фоне тучности». Причина повышенного связывания инсулина с
неогенез-они индуцируют, активируют ключевой фермент глюконеогенеза
белками не изучена.
- фосфоэнол-пируват-карбоксилазу.
3. Наличие антагонистов инсулина негормональной природы. На-
ВНЕПАНКРЕАТИЧЕСКАЯ ИНСУЛИНОВАЯ
НЕДОСТАТОЧНОСТЬ
Факторы, которые могут инактивировать инсулин.
1. Часть инсулина в крови находится в связанном с белком состоянии. Этот инсулин не проявляет своей активности в отношении мышц, печени, но активен в отношении жировой ткани. Связь белка с инсулином
происходит в печени. При некоторых формах диабета соотношение свободной и связанной форм инсулина сдвигается в сторону увеличения связанной формы инсулина. Когда и почему происходит увеличение связанной формы инсулина неизвестно. Свободный инсулин активен в отношении всех инсулинчувствительных тканей.
2. Повышенная (абсолютная и относительная) циркуляция в крови
гормональных антагонистов инсулина. Это глюкокортикоиды и СТГ. Глюкокортикоиды, кроме того, препятствуют влиянию инсулина на проницаемость жировой ткани и мышечной ткани для глюкозы, СТГ еще вызывает
также перенапряжение инсулярного аппарата.
Ключевой реакцией в углеводном обмене является гексо- и глюкокиназная реакция, т.е. фосфорилирование глюкозы. Глюкокортикоиды и
СТГ инактивируют активный центр глюкокиназы. Инсулин же так изменяет конформацию этого фермента, что глюкокортикоиды не могут подействовать на этот фермент; однако, если количество глюкокортикоидов и СТГ
повышено, то они могут инактивировать этот фермент. В крови натощак
преобладает связанный инсулин, а после нагрузки глюкозой содержание
пример, синальбумин. Синальбумин представляет собой полипептид Вцепи инсулина. Он снимает действие инсулина на печень и мышцы, но не
на жировую ткань. Кроме того, если в процессе образования инсулина остается свободной В-цепь, то она тоже тормозит действию инсулина, так
как В-цепь действует по типу конкурентного ингибирования в клетке. Это
имеет при избытке образования В-цепи инсулина и усиленном разрушении
молекулы инсулина в поджелудочной железе.
4. В печени имеется фермент инсулиназа, разрушающий инсулин.
Если активность инсулиназы повышается, то может развиваться непанкреатическая форма диабета, т.е. печеночная форма диабета- синдром Мариака. В норме инсулиназа предохраняет организм от избыточного поступления инсулина в общую циркуляцию и развития гипогликемии.
5. Эндогенный инсулин комплексируясь с белками, которые обладают антигенными свойствами, может вызвать образование антител к эндогенному инсулину, то есть развивается аутоиммунный инсулинрезистентный диабет. Такой диабет встречается и при длительном введении инсулина в организм. Его легко распознать, т.к. введение глюкокортикоидов будет тормозить образование аутоантител и вызывать клиническое улучшение состояния больного.
6. Образование антител к рецепторам инсулина, отсюда снижение
чувствительности периферических тканей к инсулину.
ПАТОГЕНЕЗ ДИАБЕТА
Для рассмотрения патогенеза сахарного диабета нужно вспомнить
пути действия инсулина - это печень, мышцы и жировая ткань.
ткани в кровь - эксикоз.
Как же быть с гипергликемией? Бороться с ней или нет? При
1. Инсулин повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы.
относи-тельно небольшом повышении уровня сахара в крови и небольшой
глюкозурии преобладает компенсаторная сторона гипергликемии, а если
2. Глюкоза метаболизируется под влиянием инсулина, так как
инсу-лин активирует глюкокиназу.
уровень сахара 200 мг и выше, то надо с ней бороться путем введения
инсулина.
3. Инсулин способствует переходу углеводов в жиры, способствуя
синтезу триглицеридов.
При сахарном диабете нарушается белковый обмен, т.к. инсулин за
счет усиленного поступления аминокислот в клетку и доставки энергии
4. Инсулин индуцирует образование фермента гликоген-синтетазы,
т.е. усиливает образование гликогена в печени и мышцах.
обеспечивает процессы синтеза белка. Это отражается, прежде всего, на
иммунологических свойствах организма, поэтому при не леченном диабете
5. Инсулин тормозит активность фермента фосфатазы.
подавляется иммунитет. Воспалительные реакции у больных диабетом
6. Инсулин тормозит глюконеогенез, т.е. образование глюкозы из
имеют свои особенности - развитие грануляционной ткани и рубцеобразо-
глюкогенных аминокислот.
вание задерживаются. Воспалительный процесс протекает вяло, может
Итак, при недостатке инсулина в организме: а) мало сахара поступает в ткани; б) мало используется сахар в тканях; в) жир меньше превращается в углеводы; г) мало образуется гликогена; д) много сахара поступает
в кровь; е) повышается образование сахара из глюкогенных аминокислот.
быть язвообразование. При юношеском диабете возможна задержка роста
и развития.
При СД нарушается и жировой обмен. При этом часть этих нарушений связана с нарушением углеводного обмена. При инсулиновой недостаточности в жировую ткань мало поступает и используется глюкоза. Это
ЗНАЧЕНИЕ ГИПЕРГЛИКЕМИИ
нарушает синтез триглицеридов, т.к. для их образования нужна НАДФН2,
1. Компенсаторно-приспособительное значение - за счет нее больше
образующийся в пентозном цикле. При диабете липолиз превалирует над
липосинтезом. Кроме того, нарушается синтез триглицеридов в жировой
сахара поступает в клетки.
2. С другой стороны гипергликемия имеет и отрицательные
ткани из высших жирных кислот. Образуется много кетоновых тел, что
стороны: а) стимулируются оставшиеся неповрежденными В-клетки,
способствует усилению мобилизации жиров из жировой ткани в печень
возникает
(толчком к этому служит снижение запасов гликогена в печени).
их
напряжение,
затем
перенапряжение,
истощение
и
прогрессирование диабе-та; б) при высоком уровне сахара в крови
Происходит нарушение отложения жира и в жировой ткани. В кровь
происходит имбибиция субэндо-телия крупных сосудов, что может
поступают жирные кислоты в большом количестве, в печени они разру-
привести к повышению образования кислых мукополисахаридов, что
сопровождается адсорбцией на мукополи-сахаридах бета-липопротеидов
шаются и в избытке образуют кетоновые тела. Кетоновые тела недостаточно окисляются и в других тканях потому, что для их окисления необхо-
и ведет к развитию атеросклероза; в) при очень высоком уровне сахара в
дим эффективный цикл Кребса. А эффективный цикл Кребса может быть
крови может возникнуть гиперосмолярная кома и выход жидкости из
только при нормальном обмене углеводов. Отсюда развивается кетоз. Фак-
тором располагающим к кетозу является жировая инфильтрация печени.
а)
тормозится
ресинтез
АТФ,
так
как
нарушается
Оказалось, что к жировой инфильтрации печени имеет непосредственное
фосфорилирование; б) сердечная мышца работает в основном за счет
отношение другое начало, вырабатываемое в эпителии мелких протоков
окисления высших жирных кислот и оно должно сопровождаться
поджелудочной железы - это липокаин. Он тормозит развитие жировой
потреблением большого количества кислорода, т.к. в жирных кислотах
инфильтрации печени, потому что стимулирует образование фосфолипи-
мало кислорода, поэтому легко наступает гипоксия сердечной мышцы,
дов (в составе которых жирные кислоты покидают печень) и
это и есть стенокардия напряжения обмена; в) при дефиците инсулина в
стимулирует образование бета-липопротеидов, в составе которых
сердечной мышце мало гликогена; г) нарушается синтез белка.
жирные кислоты также покидают печень. Липокаин способствует
Поражения сосудов делятся на макро- и микроангиопатии. Макроан-
трансметилировнию, образованию холина и лецитина. Тотальный
гиопатия - это атеросклеротическое поражение крупных сосудов. Микро-
панкреатический диабет связан с дефицитом инсулина и липокаина.
ангиопатия - это поражение капилляров почек - нефропатия и капилляров
Кетоз это то страшное, что угрожает больному. Поэтому задача
сетчатки глаза - рентинопатия. В почках при диабете развивается интер-
врача задерживать кетоз и жировую инфильтрацию печени. Применяют
капиллярный гломерулярный склероз. Это связано с тем, что через почки
липокаин, липотропные вещества. Накопление кетоновых тел связано не
проходит много сахара, последний имбибирует межклеточную ткань, раз-
только с недостаточностью окисления их и повышенным образованием,
вивается склероз. Ретинопатия развивается, по-видимому, в результате: а)
но также и с тем, что ацетоуксусная кислота и бета-оксимасляная кислота
нарушения жирового обмена (повышенное образование холестерина и бе-
не ресинтезируются в высшие жирные кислоты. В норме уксусная
та-липопротеидов); б) диспротеинемии - образование белков, могущих
кислота и кетоновые тела ресинтезируются в высшие жирные кислоты (а
быть аутоантигеном, тогда комплекс антиген-антитело выпадает в стенке
также используются тканями как энергетический материал; но в печени
капилляров. Применение анаболитических гормонов и веществ, снижаю-
кетоновые тела не утилизируются - она только образует их).
щих уровень холестерина и бета-липопротеидов улучшает течение ретино-
При диабете ресинтез кетоновых тел в высшие жирные кислоты бло-
патии.
• кируется. И эти кетоновые тела через уксусную кислоту могут быть ис-
Поражение нервных стволов и окончаний при СД. Нейропатии свя-
пользовыны как источник для синтеза холестерина - отсюда гиперхолесте-
заны с тем, что при диабете происходит накопление пировиноградной ки-
ринемия.
слоты, которое оказывает токсическое влияние на нервную ткань. Для ус-
МИНЕРАЛЬНЫЙ ОБМЕН при сахарном диабете:
корения расщепления пировиноградной кислоты применяют кокарбокси-
Его нарушение во многом связано с кетозом, так как выделение
лазу.
аце-тоуксусной и бета-оксимасляной кислот происходит в виде солей с
натрием и калием, последние теряются. Клетки теряют калий,
наблюдается ги-перкалиемия.
ДИАБЕТ И БЕРЕМЕННОСТЬ.
Перенапряжение инсулярного аппарата является, по-видимому, при-
Поражение сосудов и сердечной мышцы при диабете:
чиной перехода преддиабета в явный при беременности. Усиление секре-
Поражение сердечной мышцы:
ции СТГ и повышенная потребность в инсулине - двух гормонов, обеспе-
ЛИТЕРАТУРА (дополнительная)
чивающих интенсивно протекающие при беременности процессы синтеза
белка, могут способствовать функциональному срыву инсулярного аппарата
(если генотипически он был неполноценным). Во второй половине бе-
1. Балаболкин И.И., Гаврилюк Л.И. Сахарный диабет: (Патогенез, клиника, лечение). Отв. ред. А.П. Калинина, Кишинев, 1983,187с.
ременности у больных диабетом явление диабета смягчаются вследствие
2. Држевецкая И.А. Основы физиологии обмена веществ и эндокрин-
быстро развивающейся гиперплазии островков Лангерганса у плода. Плод
ной системы. Изд. «Высшая школа», М., 1983, 272с.
3. Кендыш И.Н. Регуляция углеводного обмена, Изд. «Медицина», М.,
быстро растет, рождается гигантским и с предрасположенностью к диабету. Поскольку инсулин повышает проницаемость мембран для аминокислот, отсюда стимулируется синтез белка в клетках, с другой стороны, синтез белка стимулируется вторично через изменение обмена глюкозы.
1985,271с.
4. Шрейбер В. Патологическая физиология желез внутренней секреции,
Прага, 1987,493с.
5. Эндокринология и метаболизм, т. 2, пер. с анг. Изд. «Медицина», М.,
1985, 7-259с.
-
• ■'■
6. Теппермен Дж., Теппермен X. Физиология обмена веществ и эндок-
-
ринной системы. М. «Мир», 1989, с.155-207.
7. Адо А.Д., Новицкий В.В. Патологическая физиология. Томск, 1994,
с.200-207.
8. Адо А.Д. Патологическая физиология. Москва. Триада-Х. 2000, с.
228-238.
9. Воложин А.И., Порядин Г.В. Патологическая физиология. Учебник.
Т.1. М. «Медицина», 1998, с.297-312.
10. Држевецкая И.А. Основные физиологии обмена веществ и эндокринной системы. Изд. «Высшая школа», М., 1983,272 с.
11. Литвицкий П.Ф. Патофизиология. Курс лекций, М.Медицина, 1995,
с.655-669.
12. Литвицкий П.Ф. Патофизиология. Учебник. ГЕОТАР, 2002, с.266300.
13. Топарская В.Н. Физиология и патология углеводного, липидного и
белкового обмена. М., Медицина, 1970.
14. Фролов В.А. и др. Учебник патологическая физиология. Москва.,
Экономика. 1999, с.146-154.
15. Шанин В.Ю. Клиническая патофизиология. Учебник. СанктПетербург, 1998.
http://www.kgmu.by.ru/
http://www.kgmu.by.ru/
ТЕСТ-ВОПРОСЫ НА УСПЕШНОСТЬ ОБУЧЕНИЯ
21.
Каковы наиболее часто встречающиеся жалобы больных диабетом? Каков
патогенез этих жалоб?
1.
Значение углеводов для организма.
22.
Каковы объективные (в том числе и определяемые лабораторно) симптомы
2.
Нарушение процессов пищеварительного гидролиза и всасывания углеводов.
3.
Метаболизм глюкозы в печени.
23.
Каковы патогенетические основы главных осложнений диабета?
4.
Нарушение межуточного обмена глюкозы.
24.
Каковы главные патогенетические факторы развития диабетической комы?
5.
Гипергликемия. Виды, причины, патогенетическое значение.
25.
Играет ли гипергликемия патогенетическую роль в развитии диабе-тической
6.
Гипогликемия. Патогенетическое значение.
7.
Какова роль инсулина в регуляции жирового обмена?
диабета? Каков их патогенез?
комы?
■
26.
Почему при диабетической коме инсулин необходимо вводить вме-сте с
8.
Как влияет инсулин на белковый обмен?
9.
Какова роль инсулина в регуляции водно-минерального обмена?
10.
Какие гормоны являются антагонистами инсулина и как они осуще-ствляют
клинические проявления? Каковы принципы терапии на каждой стадии
этот антагонизм?
гипогликемической комы?
глюкозой?
27.
Какие стадии развития гипогликемической комы Вы знаете? Каковы их
11.
Этиологические факторы панкреатической инсулиновой недоста-точности.
28.
Патогенез поражения сосудов при сахарном диабете.
12.
Факторы внепанкреатической инсулиновой недостаточности.
29.
Патогенез поражения миокарда при сахарном диабете.
13.
Патогенез сахарного диабета.
30.
Патогенез нефропатий при сахарном диабете.
14.
Чем отличается инсулинозависимый сахарный диабет от инсулинне-
31.
Патогенез нейропатий при сахарном диабете.
зависимого?
32.
Диабет и беременность.
15.
Играет ли роль наследственность в возникновении сахарного диабе-та?
3 3.
Чем опасен для плода диабет матери?
16.
Какова роль ожирения в развитии сахарного диабета?
34.
Каковы принципы патогенетической терапии диабета?
17.
Почему в условиях усиленного липолиза при диабете человек может быть
35.
В чем преимущества инсулина, полученного методом генной инже-нерии?
тучным?
18.
Почему избыток соматотропного гормона, тиреоидных гормонов и
кортикоидов может привести к развитию диабета?
19.
Что такое относительный гипоинсулинизм и когда он развивается?
20.
Как проводится тест с «сахарной нагрузкой»?