ВВЕДЕНИЕ
Еще в 1657 году Уильям Гарвей утверждал, что природа может раскрыть свои тайны "...в случаях, когда следы ее деятельности оказываются за пределами проторенного пути". Пророческие слова Гарвея, написанные более 300 лет назад, предвосхитили деятельность Арчибальда Гаррода, которого многие считают основоположником принципов врожденных ошибок обмена, изложенных им в своих Крунновских лекциях. В действительности нарушения метаболических процессов организме сопровождает любое заболевание, любое отклонение от нормы, однако во многих случаях мы недооцениваем возникающие при этом изменения из-за недостатка знаний промежуточных этапов на путях обмена.
Современные студенты-медики должны разбираться в связях между обменом веществ и болезнью, представлять себе основные биохимические "протоколы" процессов жизнедеятельности, их патофизиологию и отношение к клиническим нарушениям. По существу клиническая картина болезни - это проявление лежащих в ее основе биохимических и патофизиологических нарушений.
Нарушения углеводного обмена, которым будет посвящен этот реферат, встречаются достаточно часто как в раннем, так и в зрелом и старческом возрасте. Несмотря на огромное количество экспериментальных и клинических исследований, посвященных патологии углеводного обмена, в этой области, как вы сможете убедиться, еще очень много "белых пятен", изучению которых можно посвятить всю жизнь.
СОДЕРЖАНИЕ
1.Введение.
2.Нарушение усвоения углеводов в организме.
а) нарушение всасывания;
б) нарушение синтеза, депонирования и расщепления гликогена;
в) наследственные ферментопатии.
3.Гипогликемия.
а) определение понятия;
б) классификация;
в) патогенез основных проявлений;
г) гипогликемическая кома.
4.Гипергликемия.
а) определение понятия;
б) виды.
5.Сахарный диабет.
а) этиология и эпидемиология;
б) классификация;
в) нарушения обмена веществ;
г) патогенез основных проявлений;
д) диабетическая кома.
НАРУШЕНИЕ УСВОЕНИЯ УГЛЕВОДОВ В ОРГАНИЗМЕ
Углеводы представляют собой молекулы, состоящие из 3-х углеродных атомов или более, соединенных с атомами Н и О в отношении 2:1, или простые производные этих молекул. Большинство жителей Америки и Западной Европы получают с продуктами питания 40-45% калорий в виде углеводов.
Несмотря на разнообразие форм и пищевых источников углеводов, конечными продуктами переваривания, которые всасываются в кишечнике, являются гексозы: глюкоза, фруктоза, галактоза. Из этих простых сахаров глюкоза по своей распространенности в качестве углеводного компонента пищи намного превосходит все остальные.
Поскольку внутри клеток свободная глюкоза как таковая практически отсутствует, вся поглощаемая тканями глюкоза подвергается следующим основным метаболическим превращениям:
1) накопление в виде гликогена;
2) окисление через гликолиз (анаэробное окисление, или путь Эмбдена-Мейергофа) до пирувата и лактата;
3) окисление через цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса) или в меньшей степени через пентозный цикл до СО2;
4) превращение в жирные кислоты и накопление в виде триглицеридов;
5) высвобождение из клетки в виде свободной глюкозы.
Источник углеводов в питании человека - преимущественно пища растительного происхождения. Суточная потребность в углеводах составляет 400-500 г.
Переваривание углеводов начинается в тонком кишечнике. Кратковременное воздействие амилазы слюны на крахмал пищи существенной роли не играет, так как в просвете желудка кислая среда инактивирует этот фермент.
В тонком кишечнике крахмал под действием амилазы pancreas, выделяющегося в 12-перстную кишку с панкреатическим соком, расщепляется до мальтозы и изомальтозы. Эти дисахариды, а также лактоза, расщепляются специфическими ферментами, продуцируемыми эпителием кишечника. Ферменты работают не в просвете кишечника, а на поверхности клеток (т.н. пристеночное пищеварение).
Проникновение моносахаридов через клеточные мембраны происходит путем облегченной диффузии при участии специальных транслоказ. Глюкоза и галактоза всасываются еще и путем активного транспорта за счет градиента ионов Na, создаваемого Na-K АТФ-азой. Это обеспечивает их всасывание даже при низкой концентрации в кишечнике.
Столь подробное изложение физиологических механизмов всасывания должно помочь вам в последующем понимании их нарушений при различных патологических состояниях.
Прежде всего, нарушения всасывания глюкозы могут возникать при врожденной недостаточности специфического фермента или транспортной системы, необходимых для обмена определенного сахара. В том и другом случаях сахар накапливается в просвете кишечника, повышая осмолярность кишечного сока и тем дополнительно увеличивая всасываемость воды в просвет кишечника.
Общие признаки синдромов нарушения всасывания углеводов:
1) диарея,
2) вздутие живота после приема в пищу определенного сахара,
3) кислая реакция кала (ph6,0) - поскольку отдельные углеводы метаболизируются бактериями толстого кишечника до органических кислот,
4) раздражительность,
5) отставание в росте,
6) отсутствие подъема сахара в крови после сахарной нагрузки,
7) дефект определенного фермента в слизистой оболочке кишечника.
Первичное нарушение всасывания глюкозы и галактозы - встречается редко, проявляется вскоре после первого кормления профузной диареей, дегидратацией, ацидозом и гипогликемией.
Врожденная недостаточность лактазы - учитывая тот факт, что грудное молоко содержит около 7 г/дл лактозы, а коровье - 5 г/дл, новорожденный получает с пищей 50-60 г лактозы в день. Гидролиз этого дисахарида до глюкозы и галактозы опосредован лактазой кишечного эпителия. У детей с дефицитом этого фермента появляются стойкая диарея и гипотрофия. Нагрузка лактозой усиливает симптоматику. Безлактозная диета устраняет ее.
В эту же группу входят:
1- непереносимость сахарозы-изомальтозы,
2- непереносимость лактозы без недостаточности лактазы (биохимия синдрома неизвестна),
3- эссенциальная фруктозурия,
4- наследственная непереносимость фруктозы - дефицит фруктозофосфатальдолазы. В этом случае после поступления фруктозы через 30 мин начинается рвота, пот, диарея и даже кома;
5- недостаточность фруктозо-1,6-дифосфатазы.
В некоторых случаях, особенно при нарушении нейро-гуморальной регуляции, воспалении слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, отравлениях ядами типа монойодацетата и флоридзина, процессы всасывания углеводов также могут нарушены.
Поскольку первой внутриклеточной реакцией, в которой участвует глюкоза, является ее фосфорилирование в глюкозофосфат гексокиназой и глюкокиназой, нарушение этого процесса также неблагоприятно сказывается на всасывании углеводов.
Поскольку на прием пищи человек расходует относительно мало времени, ясно, что уровень глюкозы в крови должен поддерживаться скорее за счет эндогенного топлива. Действительно, избыток пищевой глюкозы превращается в гликоген, жиры и белки для покрытия огромных энергетических потребностей организма.
После приема пищи большая часть глюкозы, метаболизирующейся в печени, превращается в гликоген, который при первой необходимости служит готовым источником глюкозы. Однако общее содержание его в печени довольно ограничено (в среднем 70-100 г) и способно обеспечить потребности организма в глюкозе в течение не более 8-12 часов.
Реакция образования гликогена зависит от активности гликогенсинтетазы, которая, в свою очередь, находится в обратной в зависимости от внутриклеточного уровня цАМФ. До сих пор нет ясности в вопросе, опосредована ли активность гликогенсинтетазы главным образом гормонами (например, инсулином, глюкагоном или адреналином - первый ее повышает, два остальных - понижают) или субстратом, т.е. глюкозой. Херс выдвинул гипотезу, согласно которой увеличение концентрации глюкозы в клетке само по себе может повышать активность гликогенсинтетазы.
Снижение синтеза гликогена отмечается при миастении, гипоксии, тогда как повышенный распад наблюдается при охлаждении, перегревании, боли, судорогах, эмоциональном стрессе. Выделяют т.н. агликогеноз. - наследственное заболевание, вызванное дефектом гликогенсинтетазы. В печени почти или полностью отсутствует гликоген, выражена гипогликемия. Характерный симптом - судороги, обычно по утрам.
Следует сказать, что гликогенолиз контролируется ферментом фосфорилазой, которая, подобно гликогенсинтетазе, существует в неактивной форме и должна активироваться. Механизмы этой активации подобны ранее изложенным. Важно помнить, что гликогенолиз в печени и мышечной ткани приводит к образованию различных продуктов, а именно: в печени - к образованию свободной глюкозы, в мышцах - к высвобождению лактата и пирувата, поскольку глюкозофосфат не может превращаться в глюкозу, а вступает на гликолитический путь.
Нужно подчеркнуть, что гликогенолиз может рассматриваться как адекватное средство адаптации только к острым потребностям организма в глюкозе. Судите сами, полный гликогенолиз мог бы обеспечить поступление в кровь не более 60 г глюкозы, или всего 240 кал. В условиях длительного дефицита глюкозы (голодание, нарушение реабсорбции глюкозы в почках, диабет) в ход идет другой, более продолжительный механизм - глюконеогенез, с которым вы подробно знакомились в курсе биохимии. Как правило, глюконеогенез сопровождается быстрым поступлением новообразованной глюкозы в кровь за счет "гипертрофии" глюкозофосфатазы. Единственной другой тканью, в которой возможен глюконеогенез и превращение глюкозофосфата в глюкозу, является корковый слой почек.
Особую группу представляют болезни накопления гликогена, или гликогенозы. В основе этой патологии лежит энзимдефект, который проявляется необычной структурой гликогена или его иэбыточным накоплением.Наиболее часто встречаются 6 типов гликогенозов, о которых мы вкратце и поговорим.
Тип I (гликогеноз Гирке) - следствие дефицита глюкозофосфатазы. Встречается наиболее часто, проявляется гипогликемией, накоплением гликогена в печени и почках, ацидозом (за счет накопления лактата) и гепатоспленомегалией. Больные отличаются малым ростом.
Тип II (гликогеноз Помпе) - обусловлен дефектом кислой альфа-1,4-глюкозидазы. Отличается от других гликогенозов тем, что дефектным становится лизосомальный фермент. Проявляется генерализованным накоплением гликогена, поражением печени, почек, нервной системы, гипертрофией миокарда. Болезнь быстро прогрессирует и никакое лечение не в состоянии предотвратить смерть больного.
III тип (лимитдекстриноз, болезнь Кори, Болезнь Форбса) - вызывается дефицитом амило-1,6-гликозидазы. Больным свойственны гепатомегалия, мышечная, слабость, гипогликемия натощак, "кукольное личико". Течение относительно доброкачественное.
IV тип (амилопектиноз, болезнь Андерсена) - редко встречающаяся тяжелая форма гликогенозов. Для нее характерен цирроз печени с желтухой и печеночной недостаточностью, развивающийся в грудном возрасте. Отложение гликогена генерализованное, гликоген структурно изменен с очень длинными наружными ветвями. До сих пор не предложено никакого лечения, кроме симптоматического.
V тип (недостаточность миофосфорилазы, болезнь Мак-Ардла) вызван дефицитом фосфорилазы, активирующей бета-киназу в мышцах и печени. Интересна история этого заболевания. Первый случай был расценен как психосоматическое нарушение. У больного в покое отсутствовали какие бы то ни было симптомы, но даже после умеренной нагрузки возникали боли в мышцах. Первые проявления болезни возникают обычно в 25-30 лет. Печень не поражается, структура гликогена нормальна, нет смертельных исходов, т.к. гамма-амилаза совместно с амило-1,6-гликозидазой расщепляют гликоген до глюкозы. Единственный признак - миастения, особенно после физической активности.
VI тип (недостаточность печеночного фосфорилазного комплекса, болезнь Херса) - дефект печеночной фосфорилазы, ведущий и избыточному накоплению нормального гликогена в печени. Отмечают гепатомегалию, легкое замедление темпов роста. Прогноз для жизни хороший, умственное развитие нормальное.
Достаточно редко встречается гликогеноз VII типа (дефект мышечной фосфофруктокиназы, болезнь Терье), схожий с болезнь Мак-Ардла и проявляющийся нарастанием уровня лактата и пирувата в крови после мышечной работы.
ГИПОГЛИКЕМИЯ
В норме концентрация глюкозы в плазме в течение суток колеблется в относительно узких границах (от 3,5 до 5,5 ммоль/л). Однако при некоторых физиологических, а чаще патологических условиях уровень глюкозы может снижаться.
Признаки и симптомы гипогликемии относительно неспецифичны и могут быть спутаны с другими органическими нарушениями. Проблему еще больше усложняет отсутствие единого мнения в отношении точной нижней границы нормы сахара в крови. Гипогликемию легче определить в клинических понятиях, чем в количественных терминах. она представляет собой снижение уровня глюкозы плазмы до таких значений, когда появляются клинические симптомы, исчезающие после нормолизации снижения глюкозы. Скорость развития гипогликемии зависит от пола больного, быстроты снижения уровня глюкозы, исходного содержания глюкозы.
myunivercity.ru
Введение
Еще в 1657 году Уильям Гарвей утверждал, что природа может раскрыть свои тайны "...в случаях, когда следы ее деятельности оказываются за пределами проторенного пути". Пророческие слова Гарвея, написанные более 300 лет назад, предвосхитили деятельность Арчибальда Гаррода, которого многие считают основоположником принципов врожденных ошибок обмена, изложенных им в своих Крунновских лекциях. В действительности нарушения метаболических процессов организме сопровождает любое заболевание, любое отклонение от нормы, однако во многих случаях мы недооцениваем возникающие при этом изменения из-за недостатка знаний промежуточных этапов на путях обмена.
Необходимо разбираться в связях между обменом веществ и болезнью, представлять себе основные биохимические "протоколы" процессов жизнедеятельности, их патофизиологию и отношение к клиническим нарушениям. По существу клиническая картина болезни - это проявление лежащих в ее основе биохимических и патофизиологических нарушений.
Нарушения углеводного обмена, которым будет посвящена сегодняшняя лекция, встречаются достаточно часто как в раннем, так и в зрелом и старческом возрасте. Несмотря на огромное количество экспериментальных и клинических исследований, посвященных патологии углеводного обмена, в этой области, как вы сможете убедиться, еще очень много "белых пятен", изучению которых можно посвятить всю жизнь.
НАРУШЕНИЕ УСВОЕНИЯ УГЛЕВОДОВ В ОРГАНИЗМЕ
Напомню, что углеводы представляют собой молекулы, состоящие из 3-х углеродных атомов или более, соединенных с атомами Н и О в отношении 2:1, или простые производные этих молекул. Большинство жителей Америки и Западной Европы получают с продуктами питания 40-45% калорий в виде углеводов.
Несмотря на разнообразие форм и пищевых источников углеводов, конечными продуктами переваривания, которые всасываются в кишечнике, являются гексозы: глюкоза, фруктоза, галактоза. Из этих простых сахаров глюкоза по своей распространенности в качестве углеводного компонента пищи намного превосходит все остальные.
Поскольку внутри клеток свободная глюкоза как таковая практически отсутствует, вся поглощаемая тканями глюкоза подвергается следующим основным метаболическим превращениям:
1)накопление в виде гликогена;
2)окисление через гликолиз (анаэробное окисление, или путь Эмбдена-Мейергофа) до пирувата и лактата;
3)окисление через цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса) или в меньшей степени через пентозный цикл до СО2;
4)превращение в жирные кислоты и накопление в виде триглицеридов;
5)высвобождение из клетки в виде свободной глюкозы.
Источник углеводов в питании человека - преимущественно пища растительного происхождения. Суточная потребность в углеводах составляет 400-500 г.
Переваривание углеводов начинается в тонком кишечнике. Кратковременное воздействие амилазы слюны на крахмал пищи существенной роли не играет, так как в просвете желудка кислая среда инактивирует этот фермент.
В тонком кишечнике крахмал под действием амилазы pancreas, выделяющегося в 12-перстную кишку с панкреатическим соком, расщепляется до мальтозы и изомальтозы. Эти дисахариды, а также лактоза, расщепляются специфическими ферментами, продуцируемыми эпителием кишечника. Ферменты работают не в просвете кишечника , а на поверхности клеток (т.н. пристеночное пищеварение).
Проникновение моносахаридов через клеточные мембраны происходит путем облегченной диффузии при участии специальных транслоказ. Глюкоза и галактоза всасываются еще и путем активного транспорта за счет градиента ионов Na, создаваемого Na-K АТФ-азой. Это обеспечивает их всасывание даже при низкой концентрации в кишечнике.
Столь подробное изложение физиологических механизмов всасывания должно помочь вам в последующем понимании их нарушений при различных патологических состояниях.
Прежде всего, нарушения всасывания глюкозы могут возникать при врожденной недостаточности специфического фермента или транспортной системы, необходимых для обмена определенного сахара. В том и другом случаях сахар накапливается в просвете кишечника, повышая осмолярность кишечного сока и тем дополнительно увеличивая всасываемость воды в просвет кишечника.
Общие признаки синдромов нарушения всасывания углеводов:
1)диарея,
2)вздутие живота после приема в пищу определенного сахара,
3)кислая реакция кала (ph6,0) - поскольку отдельные углеводы метаболизируются бактериями толстого кишечника до органических кислот,
4)раздражительность,
5)отставание в росте,
6)отсутствие подъема сахара в крови после сахарной нагрузки,
7)дефект определенного фермента в слизистой оболочке кишечника.
Первичное нарушение всасывания глюкозы и галактозы - встречается редко, проявляется вскоре после первого кормления профузной диареей, дегидратацией, ацидозом и гипогликемией.
Врожденная недостаточность лактазы - учитывая тот факт, что грудное молоко содержит около 7 г/дл лактозы, а коровье - 5 г/дл, новорожденный получает с пищей 50-60 г лактозы в день. Гидролиз этого дисахарида до глюкозы и галактозы опосредован лактазой кишечного эпителия. У детей с дефицитом этого фермента появляются стойкая диарея и гипотрофия. Нагрузка лактозой усиливает симптоматику. Безлактозная диета устраняет ее.
В эту же группу входят:
- непереносимость сахарозы-изомальтозы,
- непереносимость лактозы без недостаточности лактазы (биохимия синдрома неизвестна),
- эссенциальная фруктозурия,
- наследственная непереносимость фруктозы 0 - дефицит фруктозофосфатальдолазы. В этом случае после поступления фруктозы через 30 мин начинается рвота, пот, диарея и даже кома;
- недостаточность фруктозо-1,6-дифосфатазы.
На этом мы остановимся, хотя спектр врожденных энзимопатий далеко не исчерпывается вышеприведенными синдромами.
В некоторых случаях, особенно при нарушении нейро-гуморальной регуляции, воспалении слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, отравлениях ядами типа монойодацетата и флоридзина, процессы всасывания углеводов также могут нарушены.
Поскольку первой внутриклеточной реакцией, в которой участвует глюкоза, является ее фосфорилирование в глюкозофосфат гексокиназой и глюкокиназой, нарушение этого процесса также неблагоприятно сказывается на всасывании углеводов.
Поскольку на прием пищи человек расходует относительно мало времени, ясно, что уровень глюкозы в крови должен поддерживаться скорее за счет эндогенного топлива. Действительно, избыток пищевой глюкозы превращается в гликоген, жиры и белки для покрытия огромных энергетических потребностей организма.
После приема пищи большая часть глюкозы, метаболизирующейся в печени, превращается в гликоген, который при первой необходимости служит готовым источником глюкозы. Однако общее содержание его в печени довольно ограничено (в среднем 70-100 г) и способно обеспечить потребности организма в глюкозе в течение не более 8-12 часов.
Реакция образования гликогена зависит от активности гликогенсинтетазы, которая, в свою очередь, находится в обратной в зависимости от внутриклеточного уровня цАМФ. До сих пор нет ясности в вопросе, опосредована ли активность гликогенсинтетазы главным образом гормонами (например, инсулином, глюкагоном или адреналином - первый ее повышает, два остальных - понижают) или субстратом,
т.е. глюкозой. Херс выдвинул гипотезу, согласно которой увеличение концентрации глюкозы в клетке само по себе может повышать активность гликогенсинтетазы.
Снижение синтеза гликогена отмечается при миастении, гипоксии, тогда как повышенный распад наблюдается при охлаждении, перегревании, боли, судорогах, эмоциональном стрессе. Выделяют т.н. агликогеноз . - наследственное заболевание, вызванное дефектом гликогенсинтетазы. В печени почти или полностью отсутствует гликоген, выражена гипогликемия. Характерный симптом - судороги, обычно по утрам.
Следует сказать, что гликогенолиз контролируется ферментом фосфорилазой, которая, подобно гликогенсинтетазе, существует в неактивной форме и должна активироваться. Механизмы этой активации подобны ранее изложенным. Важно помнить, что гликогенолиз в печени и мышечной ткани приводит к образованию различных продуктов, а именно: в печени - к образованию свободной глюкозы, в мышцах - к высвобождению лактата и пирувата, поскольку глюкозофосфат не может превращаться в глюкозу, а вступает на гликолитический путь.
Еще раз хочу подчеркнуть, что гликогенолиз может рассматриваться как адекватное средство адаптации только к острым потребностям организма в глюкозе. Судите сами, полный гликогенолиз мог бы обеспечить поступление в кровь не более 60 г глюкозы, или всего 240 кал. В условиях длительного дефицита глюкозы (голодание, нарушение реабсорбции глюкозы в почках, диабет) в ход идет другой,более продолжительный механизм - глюконеогенез, с которым вы подробно знакомились в курсе биохимии. Как правило, глюконеогенез сопровождается быстрым поступлением новообразованной глюкозы в кровь за счет "гипертрофии" глюкозофосфатазы. Единственной другой тканью, в которой возможен глюконеогенез и превращение глюкозофосфата в глюкозу, является корковый слой почек.
Особую группу представляют болезни накопления гликогена, или 2гликогенозы 0.В основе этой патологии лежит энзимдефект, который проявляется необычной структурой гликогена или его иэбыточным накоплением. Наиболее часто встречаются 6 типов гликогенозов, о которых мы вкратце и поговорим.
Тип I (гликогеноз Гирке) - следствие дефицита глюкозофосфатазы.Встречается наиболее часто,проявляется гипогликемией, накоплением гликогена в печени и почках, ацидозом (за счет накопления лактата) и гепатоспленомегалией.Больные отличаются малым ростом.
Тип II (гликогеноз Помпе) - обусловлен дефектом кислой альфа-1,4-глюкозидазы.Отличается от других гликогенозов тем, что дефектным становится лизосомальный фермент. Проявляется генерализованным накоплением гликогена, поражением печени, почек, нервной системы, гипертрофией миокарда. Болезнь быстро прогрессирует и никакое лечение не в сосоянии предотвратить смерть больного.
III тип (лимитдекстриноз, болезнь Кори, Болезнь Форбса) - вызывается дефицитом амило-1,6-гликозидазы. Больным свойственны гепатомегалия, мышечная, слабость, гипогликемия натощак, "кукольное личико". Течение относительно доброкачественное.
IV тип (амилопектиноз, болезнь Андерсена) - редко встречающаяся тяжелая форма гликогенозов. Для нее характерен цирроз печени с желтухой и печеночной недостаточностью, развивающийся в грудном возрасте. Отложение гликогена генерализованное, гликоген структурно изменен с очень длинными наружными ветвями. До сих пор не предложено никакого лечения, кроме симптоматического.
V тип (недостаточность миофосфорилазы, болезнь Мак-Ардла) вызван дефицитом фосфорилазы, активирующей бета-киназу в мышцах и печени. Интересна история этого заболевания. Первый случай был расценен как психосоматическое нарушение. У больного в покое отсутствовали какие бы то ни было симптомы, но даже после умеренной нагрузки возникали боли в мышцах. Первые проявления болезни возникают обычно в 25-30 лет. Печень не поражается, структура гликогена нормальна, нет смертельных исходов, т.к. гамма-амилаза совместно с амило-1,6-гликозидазой расщепляют гликоген до глюкозы.
Единственный признак - миастения, особенно после физической активности.
VI тип (недостаточность печеночного фосфорилазного комплекса, болезнь Херса) - дефект печеночной фосфорилазы, ведущий и избыточному накоплению нормального гликогена в печени. Отмечают гепатомегалию, легкое замедление темпов роста. Прогноз для жизни хороший, умственное развитие нормальное.
Достаточно редко встречается гликогеноз VII типа (дефект мышечной фосфофруктокиназы, болезнь Терье) , схожий с болезнь Мак-Ардла и проявляющийся нарастанием уровня лактата и пирувата в крови после мышечной работы.
О нарушении транспорта и утилизации глюкозы мы поговорим позже, когда будем рассматривать гипо- и гипергликемические состояния.
ГИПОГЛИКЕМИЯ
В норме концентрация глюкозы в плазме в течение суток колеблется в относительно узких границах (от 3,5 до 5,5 ммоль/л). Однако при некоторых физиологических, а чаще патологических условиях уровень глюкозы может снижаться.
Признаки и симптомы гипогликемии относительно неспецифичны и могут быть спутаны с другими органическими нарушениями. Проблему еще больше усложняет отсутствие единого мнения в отношении точной нижней границы нормы сахара в крови. Гипогликемию легче определить в клинических понятиях, чем в количественных терминах. она представляет собой снижение уровня глюкозы плазмы до таких значений, когда появляются клинические симптомы, исчезающие после нормолизации снижения глюкозы. Скорость развития гипогликемии зависит от пола больного, быстроты снижения уровня глюкозы, исходного содержания глюкозы.
В среднем принято считать, что гипогликемия развивается при снижении уровня глюкозы до 2,5-3,0 ммоль/л.
Предпринимались различные попытки классифицировать гипогликемию, породившие массу стратификаций как простых, так и очень громоздких.
Мы предлагаем вам наиболее удобную, основанную на характеристике условий, в которых развивает гипогликемия. С этих позиций можно выделить 3 основные виды гипогликемий:
I - гипогликемия натощак:
а) инсулинпродуцирующая опухоль бета-клеток;
б) гипогликемия поврежденных с кетозом.
II - гипогликемия после еды:
а) спонтанная реактивная гипогликемия;
б) ранние стадии сахарного диабета.
III - индуцированная гипогликемия:
а) алкогольная гипогликемия;
б) передозировка инсулина.
Гипогликемия натощак характеризуется неэффективностью поддержания нормального уровня глюкозы в условиях воздержания от пищи.
В состоянии натощак глюкоза в организме человека потребляется почти исключительно мозгом. Небольшие количества ее потребляются также форменными элементами крови. Совершенно иная ситуация складывается в инсулинзависимых тканях, таких, как мышцы и жировая ткань, которые практических не потребляют глюкозу при голодании,
myunivercity.ru
Государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Новосибирский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
(ГБОУ ВПО НГМУ Минздрава России)
Кафедра медицинской химии
Учебно-исследовательская работа студента
Наследственные нарушения обмена углеводов
Выполнил:
Студент – группа ,
2 Курс, факультет
ФИО
Проверил:
преподаватель
ФИО
Новосибирск, 2014 г.
Содержание 1. Введение
2. Понятие об углеводах 3. Углеводный обмен 4. Нарушения углеводного обмена 5. Виды нарушений углеводного обмена 6. Заключение 7. Список используемой литературы
Введение Темой своей учебно-исследовательской работы я выбрал наследственные нарушения обмена углеводов, так как углеводы являются жизненно важными органическими веществами человеческого организма. Углеводы выполняют различнне функции, например: участвуют в построении различных опорных структур, входят в состав сложных молекул (например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза), служат источником энергии, выступают в качестве запасных питательных веществ (гликоген у животных, крахмал и инулин — у растений), участвуют в регуляции осмотического давления в организме и многое другое. И нарушение углеводного обмена может привести к печальным последствиям.
Понятие об углеводах Углево́ды (сахара́, сахариды) — органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп.Углеводы являются неотъемлемым компонентом клеток и тканей всех живых организмов представителей растительного и животного мира, составляя (по массе) основную часть органического вещества на Земле. Источником углеводов для всех живых организмов является процесс фотосинтеза, осуществляемый растениями.
Углеводы — весьма обширный класс органических соединений, среди них встречаются вещества с сильно различающимися свойствами. Это позволяет углеводам выполнять разнообразные функции в живых организмах. Соединения этого класса составляют около 80 % сухой массы растений и 2—3 % массы животных. Все углеводы состоят из отдельных «единиц», которыми являются сахариды. По способности к гидролизу на мономеры углеводы делятся на две группы: простые и сложные. Углеводы, содержащие одну единицу, называются моносахариды, две единицы – дисахариды, от двух до десяти единиц — олигосахариды, а более десяти — полисахариды. Моносахариды быстро повышают содержание сахара в крови, и обладают высоким гликемическим индексом, поэтому их ещё называют быстрыми углеводами. Они легко растворяются в воде и синтезируются в зелёных растениях. Углеводы, состоящие из 3 или более единиц, называются сложными. Продукты, богатые сложными углеводами, постепенно повышают содержание глюкозы и имеют низкий гликемический индекс, поэтому их ещё называют медленными углеводами. Сложные углеводы являются продуктами поликонденсации простых сахаров (моносахаридов) и, в отличие от простых, в процессе гидролитического расщепления способны распадаться на мономеры, с образованием сотни и тысячи молекул моносахаридов. Моносахариды Моносахари́ды — простейшие углеводы, не гидролизующиеся с образованием более простых углеводов — обычно представляют собой бесцветные, легко растворимые в воде, плохо — в спирте и совсем нерастворимые в эфире, твёрдые прозрачные органические соединения, одна из основных групп углеводов, самая простая форма сахара. Водные растворы имеют нейтральную pH. Некоторые моносахариды обладают сладким вкусом. Моносахариды содержат карбонильную (альдегидную или кетонную) группу, поэтому их можно рассматривать как производные многоатомных спиртов. Моносахарид, у которого карбонильная группа расположена в конце цепи, представляет собой альдегид и называется альдоза. При любом другом положении карбонильной группы моносахарид является кетоном и называется кетоза. В зависимости от длины углеродной цепи (от трёх до десяти атомов) различают триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы и так далее. Среди них наибольшее распространение в природе получили пентозы и гексозы. Моносахариды — стандартные блоки, из которых синтезируются дисахариды, олигосахариды и полисахариды.
В природе в свободном виде наиболее распространена D-глюкоза (виноградный сахар или декстроза, C6h22O6) — шестиатомный сахар (гексоза), структурная единица (мономер) многих полисахаридов (полимеров) — дисахаридов: (мальтозы, сахарозы и лактозы) и полисахаридов (целлюлоза, крахмал). Другие моносахариды, в основном, известны как компоненты ди-, олиго- или полисахаридов и в свободном состоянии встречаются редко. Природные полисахариды служат основными источниками моносахаридов. Дисахариды Дисахари́ды — сложные органические соединения, одна из основных групп углеводов, при гидролизе каждая молекула распадается на две молекулы моносахаридов, являются частным случаем олигосахаридов. По строению дисахариды представляют собой гликозиды, в которых две молекулы моносахаридов соединены друг с другом гликозидной связью, образованной в результате взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой). В зависимости от строения дисахариды делятся на две группы: восстанавливающие и невосстанавливающие. Например, в молекуле мальтозы у второго остатка моносахарида (глюкозы) имеется свободный полуацетальный гидроксил, придающий данному дисахариду восстанавливающие свойства. Дисахариды наряду с полисахаридами являются одним из основных источников углеводов в рационе человека и животных. Олигосахариды О́лигосахари́ды — углеводы, молекулы которых синтезированы из 2 — 10 остатков моносахаридов, соединённых гликозидными связями. Соответственно различают: дисахариды, трисахариды и так далее. Олигосахариды, состоящие из одинаковых моносахаридных остатков, называют гомополисахаридами, а из разных — гетерополисахаридами. Наиболее распространены среди олигосахаридов дисахариды.
Среди природных трисахаридов наиболее распространена рафиноза — невосстанавливающий олигосахарид, содержащий остатки фруктозы, глюкозы и галактозы — в больших количествах содержится в сахарной свёкле и во многих других растениях. Полисахариды (Гликоген, крахмал) Полисахари́ды — общее название класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров — моносахаридов. С точки зрения общих принципов строения в группе полисахаридов возможно различить гомополисахариды, синтезированные из однотипных моносахаридных единиц и гетерополисахариды, для которых характерно наличие двух или нескольких типов мономерных остатков. Главными источниками углеводов из пищи являются: хлеб, картофель, макароны, крупы, сладости. Чистым углеводом является сахар. Мёд, в зависимости от своего происхождения, содержит 70—80 % глюкозы и фруктозы.
Углеводный обмен Обмен углеводов в организме человека и высших животных складывается из нескольких процессов:
Гидролиз (расщепление) в желудочно-кишечном тракте полисахаридов и дисахаридов пищи до моносахаридов, с последующим всасыванием из просвета кишки в кровеносное русло.
Гликогеногенез (синтез) и гликогенолиз (распад) гликогена в тканях, в основном в печени.
Аэробный (пентозофосфатный путь окисления глюкозы или пентозный цикл) и анаэробный (без потребления кислорода) гликолиз — пути расщепления глюкозы в организме.
Взаимопревращение гексоз.
Аэробное окисление продукта гликолиза — пирувата (завершающая стадия углеводного обмена).
Глюконеогенез — синтез углеводов из неуглеводистого сырья (пировиноградная, молочная кислота, глицерин, аминокислоты и другие органические соединения).
Нарушения углеводного обмена
К наследственным нарушениям обмена углеводов относятся различные патологические состояния, обусловленные неспособностью организма усваивать углеводы или катаболизировать их. Эти формы патологии обмена часто проявляются в раннем возрасте. Патогенез поражения нервной системы при наследственных заболеваниях обмена углеводов связан с развитием частых гипер- и гипогликемических состояний, нарушением электролитного и водного баланса, с образованием токсических продуктов метаболизма (кетокислот и др.), вызывающих метаболические и структурные нарушения в ткани мозга, с дегенерацией клеток вследствие накопления в них некатаболизируемых углеводов. Учитывая большие возможности диетотерапии и возрастное становление ферментных систем, профилактика неврологических нарушений тесно связана с вопросами раннего диагноза. Диспансерное наблюдение за больными и успехи в организации специализированной помощи позволили реально решить вопрос о доклинической диагностике, рассматривая каждого ребенка, рожденного в семье, где есть патология углеводного обмена, как потенциального больного. Гетерозиготные носители патологического гена выявляются с помощью нагрузочных тестов и исследования активности ферментов. Эти данные используются при решении вопросов медико-генетического консультирования. Среди заболеваний, обусловленных нарушением обмена углеводов, выделяют состояния, проявляющиеся непереносимостью того или иного углевода, входящего в состав продуктов питания, и заболевания, обусловленные нарушением метаболизма гликогена.
Виды нарушений углеводного обмена
Галактоземия
Этот термин используется для описания состояний, характеризующихся непереносимостью галактозы. Место и тяжесть энзиматического блока при этих состояниях могут варьировать. Первый этап превращения галактозы, принимаемой с пищей, состоит в фосфорилировании при помощи АТФ. Эта реакция катализируется галактокиназой и приводит 1ч образованию галактозо-1-фосфата. Отсутствие галактокиназы представляет собой аутосомно-рецессивное заболевание, встречающееся с частотой 1:40000 новорожденных детей. Оно характеризуется гипергалактоземией, галактозурией и образованием катаракт.
Превращение галактозо-1-фосфата в глюкозо-1 -фосфат второй этап превращения галактозы катализируется галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазой и переводит галактозу в основные пути метаболизма углеводов. Отсутствие галактозо-фосфат-уридилтрансферазы приводит к накоплению галактозо-1-фосфата в клетках, что вызывает ряд патологических изменений. Первыми симптомами заболевания (оно встречается у 1:30000 1:00000 новорожденных детей) являются рвота и понос после приема молока. Если грудные дети с галактоземией выживают, то у них в последующем развиваются катаракты, цирроз печени, наблюдается умственная отсталость. Ранняя диагностика и свободная от галактозы диета могут предупредить развитие заболевания и сохранить жизнь.
Фруктозурия
Этот термин относится к непереносимости фруктозы. Фруктоза, принятая с пищей, подвергается фосфорилированию в печени, превращаясь в фруктозо- I-фосфат. Отсутствие фруктокиназы приводит к тому, что фруктоза задерживается в организме и выделяется с мочой. Такая разновидность фруктозурии не имеет никаких клинических проявлений и диагноз устанавливается только при лабораторном исследовании.
Гораздо более серьезной разновидностью является наследственная непереносимость фруктозы, обусловленная отсутствием другого фермента — фруктозо-1-фосфатальдолазы. В результате в организме задерживается и накапливается фруктозо-l-фосфат, вызывающий ингибирование ряда ферментных систем в клетках.
Гликогенозы (или болезни запасов гликогена) В группу гликогенозов входят наследственные нарушения какого-либо одного специфического фермента метаболизма
гликогена. Все известные типы аномалий метаболизма гликогена (описано 9 различных типов), за исключением аномалии, связанной с отсутствием гликоген-синтетазы, характеризуются избыточным накоплением гликогена в печени, почках, мышцах и других тканях. Структура гликогена в большей части гликогенозов нормальная, хотя при некоторых типах обнаруживаются укороченные или удлиненные цепи молекулы. Почти все типы гликогенозов наследуются по аутосомно-рецессивному механизму и вызывают серьезные нарушения жизнедеятельности организма. Клиническими проявлениями гликогенозов являются: увеличение печени, почек и сердца, умеренная или тяжелая гипогликемия, слабость и судороги скелетных мышц. Гликогенозы
1) Гликогеноз типа I (болезнь Гирке) (недостаточность фермента глюкозо-6-фосфатазы или транспортного белка глюкозо-6-фосфат-транслоказы) может проявиться тяжелой гипогликемией уже в первые часы или дни жизни новорожденного, но чаще наблюдается у грудных детей и детей старшего возраста. Клиническая картина: низкорослость, выступающий живот, гепатомегалия, эруптивные ксантомы, кровоточивость. Биохимические признаки: гипогликемия, стойкий метаболический ацидоз (лактацидоз), гиперлипопротеидемия. Уровни свободных жирных кислот, триглицеридов, лактата, пирувата и мочевой кислоты повышены, уровень инсулина снижен. Кровоточивость обусловлена нарушением функции тромбоцитов (но количество тромбоцитов нормальное). После введения глюкагона повышается концентрация лактата, но не глюкозы. Для подтверждения диагноза необходима биопсия печени с гистохимическим исследованием и определением активности ферментов in vitro. Основной способ лечения — интенсивная диетотерапия. Цель лечения: обеспечить постоянное поступление глюкозы. В ночные часы через назогастральный зонд или гастростому в желудок непрерывно вводят глюкозу или полимеры глюкозы (4—6 мг/кг/мин) либо сырой кукурузный крахмал (в количестве, обеспечивающем 1/3 суточной калорийности). Днем ребенку дают богатую углеводами пищу; питание должно быть дробным. Такое лечение быстро нормализует концентрацию глюкозы и другие лабораторные показатели, скорость роста и размеры печени. Однако у некоторых больных после курса диетотерапии приступы гипогликемии рецидивируют. Поэтому во время и после лечения больные нуждаются в постоянном наблюдении. У нелеченных детей с гликогенозом типа I частота приступов гипогликемии и их тяжесть постепенно уменьшаются с возрастом.
2) Гликозеноз 2 типа — (болезнь Помпе). При этом типе заболевания количество пораженных органов значительно больше, чем при предыдущем. Гликоген в больших количествах откладывается не только в печени и почках, но и в сердце, головном мозге, скелетных мышцах.
Первые признаки появляются после рождения. Ребенок категорически отказывается от кормлений, он вялый, сила мышц слабая, постоянно отмечается нарушение дыхания, кожные покровы имеют синюшный оттенок. Сердце увеличивается в размерах и принимает форму шара, что очень хорошо выявляется во время ультразвукового обследования. Появляются признаки нарушения работы сердца, при его выслушивании определяются побочные шумы. В дыхательных мышцах гликоген также накапливается в больших количествах, что приводит к нарушению нормального расправления легких во время вдоха. В итоге в них застаивается мокрота, которая, являясь хорошей средой для жизни микроорганизмов, может в дальнейшем приводить к развитию воспаления легких. В результате поражения мышц глотки может нарушаться глотание. По своему внешнему виду больные дети часто напоминают детей с врожденным синдромом Дауна. Лицо их большое, округлой формы, на нем располагаются отеки, язык большой и может не помещаться во рту, сила мышц ослаблена. Отмечается отставание в физическом и интеллектуальном развитии. Могут иметься признаки расстройств со стороны нервной системы.
referat911.ru
