Патофизиология углеводного обмена

1.

Патофизиология
углеводного обмена

2.

Обмен углеводов:
• 1. Переваривание и всасывание углеводов.
• 2. Депонирование углеводов.
• 3. Промежуточный обмен углеводов
• 4. Выделение глюкозы почками и ее реабсорбция

3.

Промежуточный обмен углеводов:
• Гликолиз( анаэробное расщепление глюкозы)
• Окислительное декарбоксилирование пирувата до ацетилКоА, цикл Кребса, пентозофосфатный шунт( аэробное
окисление глюкозы)
• Глюконеогенез(синтез глюкозы из неуглеводных
предшественников - лактата, глюкогенных аминокислот и
глицерола)
• Синтез жирных кислот (из ацетил-КоА и глицерина)

4.

Причины нарушение углеводного обмена на
этапе расщепления и всасывания
• Нарушение выработки и выделения панкреатического сока при
поражении ацинозной ткани поджелудочной железы (диффузный
панкреатит, закупорка выводного протока камнем или опухолью)
• Действие ферментных ядов, блокирующих процесс
фосфорилирования и дефосфорилирования( так как моносахариды
всасываются только в фосфорилированном виде)
• Недостаток Na+, например, при гипофункции коры надпочечников

5.

Причины нарушение углеводного обмена на
этапе расщепления и всасывания
• Нарушение кровоснабжения кишечной стенки
• Интестинальные энзимопатии наследственного и
приобретенного характера( недостаточность сахаразы,
мальтазы, лактазы)
• Синдром мальабсорбции
• У новорожденных и младенцев недостаточно активны как
пищеварительные ферменты, так и энзиматические системы
фосфорилирования и дефосфорилирования углеводов,
вследствие чего их всасывание замедленно

6.

Всасывание углеводов
• Происходит главным образом в двенадцатиперстной кишке и
тонком кишечнике с участием микроворсинок кишечного
эпителия только в виде моносахаридов

7.

Транспорт моносахаридов в энтероциты
осуществляется двумя путями:
• по градиенту концентрации путем облегченной диффузии без
затраты энергии с помощью специальных белков транспортеров глюкозы (ГЛЮТ 5)
• против градиента концентрации путем вторично-активного
транспорта с затратой энергии АТФ

8.

9.

При разной концентрации глюкозы в
просвете кишечника «работают»
различные механизмы транспорта.
Благодаря вторичноактивному транспорту энтероциты могут
поглощать глюкозу при ее очень низкой концентрации.
Если концентрация глюкозы в просвете кишечника велика, то
она транспортируется в клетку путем облегченной диффузии с
помощью ГЛЮТ 2 и ГЛЮТ 5, таким же образом, используя
ГЛЮТ 5, может всасываться и фруктоза.

10.

• При нарушении всасывания углеводов происходит
уменьшение массы тела, уменьшение выработки энергии,
снижается специфическая функция углеводов (образование
пентоз, необходимых для синтеза нуклеотидов) и др

11.

Нарушение углеводного обмена на
этапе депонирования гликогена
• Глюкоза может поступать в клетки экзогенным путем (из
пищи) и эндогенно из депонированного гликогена (в
результате гликогенолиза) или из других субстратов в
результате глюконеогенеза.

12.

• Процесс облегченной диффузии глюкозы в клетки
осуществляется с помощью белковтранспортеров глюкозы
(ГЛЮТ 1, 2, 3, 5, 6), поэтому скорость трансмембранного
переноса глюкозы в этом случае зависит только от ее
концентрации в крови
• Исключение составляют клетки мышечной и жировой ткани,
где облегченная диффузия регулируется инсулином инсулинзависимые ткани

13.

Распределение и свойства белковтранспортеров глюкозы в организме
человека
ГЛЮТ 4
• В цитоплазме клеток скелетных мышц, миокарда, жировой
ткани в специальных везикулах; инсулинзависимый
переносчик глюкозы, обеспечивает поток глюкозы в
абсорбтивном периоде пищеварения (наследственный дефект
ГЛЮТ 4 или нарушение его функции - один из механизмов
инсулинорезистентности СД 2 типа)

14.

15.

Распределение и свойства белковтранспортеров глюкозы в организме
человека
ГЛЮТ 1,2,3,5
• ГЛЮТ 1 – эритроциты, мозг, роговица,
плацента(обеспечивает стабильный поток глюкозы в клетку
при нормогликемии )
• ГЛЮТ 2 – β – клетки поджелудочной железы, печень, почки,
тонкий кишечник (обеспечивает поток глюкозы в
абсорбтивном периоде пищеварения)
• ГЛЮТ 3 – мозг, плацента(обеспечивает поток глюкозы при
гипогликемии)
• ГЛЮТ 5 – энтероциты, клетки почек

16.

Гликоген
• Гликоген является депонированной формой глюкозы.
• Он содержится практически во всех тканях; в клетках
нервной системы его количество минимально, а в печени и
мышцах его особенно много.
• Основным гормоном, активирующим синтез гликогена,
является инсулин

17.

Причины снижения синтеза гликогена и
его депонирования
Уменьшение депонирования гликогена может быть
обусловлено повышенным его расщеплением в условиях
недостатка ресинтеза или нарушением его синтеза
Причины:
• поражение гепатоцитов
• нарушение эндокринной регуляции (сахарный диабет и др.)
• снижение тонуса парасимпатической нервной системы
• гипоксии различного генеза
• наследственные болезни - агликогеноз или гликогеноз 0
(дефект гликогенсинтазы)

18.

Причины усиления распада гликогена и
снижения его депонирования
• возбуждение симпатической нервной системы (нервные
импульсы проводятся к депо гликогена и активируют процесс
его распада)
• повышение продукции гормонов, стимулирующих
гликогенолиз (адреналина, глюкагона, тироксина и
соматотропного гормона)
• интенсивная мышечная работа, что обусловливается
увеличением потребления глюкозы мышцами;
• лихорадка, шок, эмоциональные нагрузки
• голодание

19.

Причины нарушения промежуточного
обмена углеводов:
1. Гипоксия
Причины:
снижение рО2 во вдыхаемом воздухе
недостаточность дыхания и кровообращения
Анемии
Интоксикации
Инфекции
Переключает клеточный метаболизм с преимущественного
аэробного окисления субстратов на анаэробный( избыток
лактата приводит к лактоацидозу)

20.

Причины нарушения промежуточного
обмена углеводов:
• 2. Нарушения функции печени( нарушение ресинтеза
молочной кислоты в глюкозу( нарушение глюконеогенеза) с
развитием лактоацидоза (при острых и хронических
гепатитах, циррозах, отравлениях гепатотропными ядами
этот процесс нарушается)

21.

Причины нарушения промежуточного
обмена углеводов
• 3. В– кофактор пироватдегидрогеназы. Гиповитаминоз В1
приводит к подавлению синтеза ацетил-КоА из
пировиноградной кислоты.
• Последняя накапливается и частично переходит в молочную
кислоту, содержание которой в связи с этим возрастает, и
возникает лактоацидоз.
• Торможение окисления пировиноградной кислоты снижает
синтез ацетилхолина и нарушает передачу нервных импульсов.
При возрастании концентрации пировиноградной кислоты в
2-3 раза по сравнению с нормой возникают нарушения
чувствительности, невриты, параличи.

22.

Причины нарушения промежуточного
обмена углеводов:
• 4. Наследственные дефекты ферментов: дефект ферментов
глюконеогенеза также приводит к лактоацидозу.

23.

Нарушение выделения глюкозы
почками
• Нарушения выделения глюкозы почками связаны с
уменьшением фильтрации глюкозы в клубочках или
снижением ее реабсорбции в проксимальных канальцах
нефрона

24.

Гормональная регуляция уровня
глюкозы
• Контринсулярным действием с повышением уровня глюкозы
крови обладают следующие гормоны: глюкагон, адреналин,
глюкокортикоиды, аденокортикотропный (АКТГ),
соматотротгый (СТГ), тиреотропный (ТТГ), тиреоидные.
• Эффекты инсулина и контринсулярных гормонов в норме
регулируют стабильный уровень глюкозы в крови.

25.

Инсулин
• видоспецифичный пептидный гормон (представляет собой
полипептид, состоящий из двух аминокислотных цепей (А- и
В-цепи)

26.

Метаболические эффекты инсулина
• 1) усиливает гликолиз
• 2) активируют фермент гексокиназу, фосфорилирующую
глюкозу во всех тканях организма
• 3) увеличивают проницаемость клеточных мембран в
мышцах и жировой ткани для глюкозы, ионов калия, натрия,
аминокислот; для кетоновых тел в мышцах

27.

Метаболические эффекты инсулина
• 4) усиливает гликогеногенез в печени;
• 5) снижает гликогенолиз
• 6) снижает глюконеогенез
• 7) снижая процессы глюконеогенеза, опосредованно
активируют синтез белка
• 8) увеличивают липогенез