Нарушения обмена углеводов

1.

11
Нарушения обмена углеводов
гликогенсинтетаза
гексокиназа
глюкагон
гликоген
глюкоза
фосфорилаза
инсулин
глюкокиназа
Г-6-Ф
пируват
АцКоА
цикл Кребса
СО2
Этиология и патогенез сахарного диабета
1

2.

Раздел 1
Метаболизм глюкозы в
организме и его регуляция
2

3.

Рецепторы глюкозы. Транслокация рецептора в
мембрану клетки
– инсулиновый рецептор;
– везикула;
– рецептор глюкозы;
– молекула глюкозы;
– молекула инсулина;
- мембрана.
3

4.

Основные пути метаболизма
глюкозы в организме
ГЛЮКОЗА
превращение в
свободные жирные
кислоты и отложение в форме триацилглицеринов
отложение в
организме в
форме гликогена
аэробное окисление через цикл
Кребса и в меньшей степени через пентозный
цикл до СО2
гликолиз с
образованием
пирувата
и лактата
освобождение из
клетки в форме
свободной глюкозы
4

5.

* Динамика метаболизма глюкозы в организме
гликогенсинтетаза
гликоген
гексокиназа
глюкоза
фосфорилаза
глюкокиназа
Г-6-Ф
пируват
АцКоА
цикл Кребса
СО2
5

6.

* Глюконеогенез 1. Цикл Кори
ГЛИКОГЕН
ГЛЮКОЗА
глюкозо-6-фосфат
печень
мышцы
фруктозо-6-фосфат
ПИРУВАТ
ЛАКТАТ
АЛАНИН
6

7.

Глюконеогенез 2. Взаимосвязь между циклом Кори и циклом «аланин –
глюкоза» (по М.И.Балаболкину)
печень
мышцы
кровь
глюкоза
глюкоза
глюкоза
пируват
пируват
пируват
мочевина
NH2
NH2
лактат
лактат
лактат
аланин
аланин
аланин
7

8.

* Метаболизм АцКоА
синтез кетоновых тел
пируват
АцКоА
цикл Кребса
холестерин
АцАцКоА
жирные
кислоты
триацилглицерины
липаза
глицерин+
жирные
кислоты
b - окисление
АцКоА
8

9.

* Интеграция липидного, углеводного и
белкового обмена
жирные кислоты
углеводы
аминокислоты
Ацетил-КоА
цитрат
СО2
малонил-КоА
О2
окисление через цикл
трикарбоновых кислот
синтез жирных
кислот
ацил-ацетил-КоА
оксиметил-глутарил-А
образование
кетоновых
тел
синтез
холестерина
9

10.

Раздел 2
Инсулин и его роль в
организме
10

11.

Клетки островков Лангерганса и их гормоны
инсулин
глюкагон
b - клетка
a - клетка
ОБМЕН УГЛЕВОДОВ
гастрин,
соматостатин
d - клетка
11

12.

* Участие инсулина и глюкагона в метаболизме
глюкозы (по М.И.Балаболкину)
инсулин
гипергликемия
b-клетка
5.55 ммоль/л
(100 мг / 100 мл
снижение
уровня
глюкозы
3.33 ммоль/л
(60 мг / 100 мл)
гипогликемия
уровень глюкозы в крови
a-клетка
синтез
гликогена
глюкагон
повышение
уровня
глюкозы
гликогенолиз
12

13.

Полипептидная цепь инсулина человека
(свиньи, быка)
Позиция
Человек
Свинья
Бык
А8
Тирозин
Тирозин
Аланин
А10
Изолейцин
Изолейцин
Валин
В30
Тирозин
Аланин
Аланин
13

14.

Биосинтез и секреция инсулина (по: И.И.Дедов, Г.А.Мельниченко,
В.В.Фадеев)
ядро
рибосома
А-цепь
С-пептид
В-цепь
b - клетка
шероховатая
эндоплазматическая
сеть
проинсулин
везикула
активный
инсулин
пластинчатый
комплекс
С-пептид
клеточная поверхность
14

15.

Строение и функции инсулинового рецептора в клетках
инсулинозависимых тканей (по: В.Кэттайл, Р.Арки)
молекулы
инсулина
мембрана
клетки
a a
b
СИР-белки – белки субстрата инсулинового Рецептора
инсулиновый
рецептор
b
тирозинкиназа
СИРбелки
транслокация рецепторов глюкозы в мембрану клетки; транспорт глюкозы в клетку;
участие в метаболизме клетки
15

16.

Физиологические и биохимические механизмы секреции
инсулина b-клетками поджелудочной железы (по
М.И.Балаболкину)
деполяризация
- глюкоза
- рецептор глюкозы
ГЛЮТ-2
- К+-АТФ чувствительный
канал
Са++
глюкокиназа
Г-6-Ф
- гранула, содержащая
проинсулин, инсулин
и С-пептид
К-АТФ
АТФ/АДФ
- вольтажзависимый
канал
- Са++ активированный
К+- канал
К+
АТФ
гликолиз
цикл Кребса
- С-пептид
- инсулин
16

17.

* Схема метаболизма инсулина
инсулин
изменение свойств
мембраны
участие
инсулина
во внутриклеточных
процессах
клетка
генерация
сигнала на
мембрану
клетки
инсулиновый
рецептор
проникновение
комплекса
инсулин-рецептор
в клетку
расщепление
инсулина
расщепление
комплекса
ферментами
лизосом
высвобождение
инсулина
выход инсулина
из клетки
17

18.

Основные точки приложения инсулина в
углеводном обмене
ИНСУЛИН
активирует гексои глюкокиназу
активирует фосфофруктокиназу
активирует
гликогенсинтетазу
ингибирует фосфоэнолпируваткарбоксикиназу
активирует синтез
уксусной кислоты из
лимонной в цикле
Кребса
осуществляет транспорт
глюкозы через клеточную мембрану
18

19.

Основные точки приложения инсулина в
обмене жиров и белков
ИНСУЛИН
активирует фосфодиэстеразу
увеличивает поглощение
аминокислот тканями
усиливает синтез
жирных кислот и
АцКоА из кетоновых тел
стимулирует синтез
белка клетками
тормозит распад
белков
снижает интенсивность
окисления аминокислот
19

20.

Основные точки приложения инсулина в
обмене воды и электролитов
ИНСУЛИН
способствует задержке
воды в организме
усиливает
поглощение калия
мышцами и печенью
снижает экскрецию
натрия с мочой
20

21.

Стимуляторы секреции и антагонисты инсулина
инсулиназа
глюкоза
адреналин
глюкоза
норадреналин
аминокислоты
глюкокортикоиды
жирные кислоты
инсулин
глюкагон
кишечные гормоны
соматостатин
b-адреномиметики
соматотропин
холиномиметики
b-адреноблокаторы
простагландин А
21

22.

Один из механизмов гипергликемического действия
адреналина
b - рецептор
адреналин
гликоген
мышцы
Г-6-Ф
лактат
кровь
печень
глюконеогенез
лактат
глюкоза
глюкоза
22

23.

Раздел 3
Этиология и патогенез
сахарного диабета
23

24.

Сахарный диабет: определение понятия
Сахарный диабет – это состояние, связанное с абсолютной
или относительной недостаточностью инсулина в организме
Классификация форм сахарного диабета представлена на
последующей таблице
24

25.

ДИАБЕТ
первичный
(спонтанный)
нарушение
толерантности
к глюкозе
вторичный
инсулинозависимый (1-го типа)
инсулинонезависимый (2-го типа)
относительный
абсолютный
при повреждении pancreas
ишемия
атеросклероз
кровоизлияние
опухоли
воспаление
травмы
инфекции
лекарства
диабет
беременных
при гиперфункции
первично
интактной
pancreas
при избытке
СТГ
при гипертиреозе
при избытке
глюкокортикоидов
при избытке
инсулиназы
при иммунном разрушении инсулина
при избытке
g - глобулинов
врожденное снижение чувствительности тканей к инсулину
25

26.

Частота диабета в мире
инсулинозависимый диабет (1 типа)
инсулинонезависимый диабет (2 типа)
рост народонаселения
число
больных (млн)
тенденция роста диабета первого типа
тенденция роста диабета второго типа
250
6.83 млрд
6.06 млрд
200
150
5.66 млрд
100
50
0
1994
2000
годы
2010
26

27.

Симптомы сахарного диабета
СИМПТОМЫ ДИАБЕТА
СУБЪЕКТИВНЫЕ
(жалобы больного)
ДАННЫЕ ЛАБОРАТОРНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
гипергликемия
прогрессирующее
похудание
полиурия и
полидипсия
глюкозурия
липемия
кожный зуд
кетонемия и
кетонурия
гнойничковые
заболевания кожи
гипераминоацидемия
периодическое
потемнение в глазах
увеличение в крови
cодержания разновидностей HbA
мышечная слабость
нарушения КОС
27

28.

Этиология инсулинозависимого диабета:
диабета первого типа (по А.В.Атаман)
АУТОАНТИТЕЛА
b - цитотропные
химические
агенты
повреждение b - клеток
b - цитотропные
вирусы
наследственная предрасположенность,
сцепленная с HLA - генами
28

29.

* Инфекционный патогенез сахарного диабета
первого (инсулинзависимого) типа
вирусные инфекции
(Коксаки В4, краснуха,
эпидемический паротит)
вирусоповреждающее
действие на мембрану
b-клеток, снижение их
регенерации
деструкция b-клеток с
участием NO
уменьшение количества
b-клеток
инфекционный
воспалительный
процесс
изменение
антигенности
b-клеток
выработка антител к
b-клеткам
аппликация
комплекса антиген/
антитело на b-клетки
выработка NO,
индуцированная иNOсинтазой
уменьшение
количества b-клеток
НЕДОСТАТОК
СЕКРЕЦИИ
ИНСУЛИНА,
САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
29

30.

* Механизм образования и токсического действия
оксида азота (NO) на b-клетки (по: J.F.Corbett)
ФНО
гИНФ
активированный
макрофаг
ИЛ-1
b-клетка
иNO-синтаза
L-аргинин
NO
повреждение
b-клеток
аутоиммунное
разрушение
b-клеток (диабет
первого типа)
ФНО – фактор некроза опухолей; гИНФ – гамма-интерферон; ИЛ-1 – интерлейкин 1; иNO –
индуцированная NO-синтаза.
30

31.

Патогенез инсулинонезависимого сахарного диабета
(диабета второго типа)
генетическая
предрасположенность, (не
связанная с
системой HLA)
нарушение секреции
энкефалина, эндорфинов,
простагландинов, желудочнокишечных гормонов, a и b - адренергической рецепции
нарушение
регуляции
аппетита
(лептин, холецистокинин)
переедание
гиперинсулинемия
возможный дефект
секреции инсулина
ожирение
снижение количества рецепторов инсулина(мутация гена-рецептора)
инсулинорезистентность
относительная инсулиновая недостаточность
гиперфункция b - клеток и их истощение
абсолютная
инсулиновая
недостаточность
31

32.

Распространённость сахарного диабета второго
(инсулинонезависимого) типа среди людей, страдающих
ожирением
% населения
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Франция
1
Италия
2
Германия
3
Англия4
США 5
в общей популяции
среди больных с ожирением
32

33.

* Гиперинсулинемический этап патогенеза
инсулинонезависимого диабета
ПОЛИФАГИЯ
ОЖИРЕНИЕ
УВЕЛИЧЕНИЕ ПОТРЕБЛЕНИЯ
ПИЩИ
ПОВЫШЕНИЕ СЕКРЕЦИИ
ИНСУЛИНА
УМЕНЬШЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ИНСУЛИНОВЫХ РЕЦЕПТОРОВ
ВНЕ ЖИРОВОЙ ТКАНИ
ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ
33

34.

Раздел 4
Метаболические нарушения
при сахарном диабете
34

35.

нагрузка глюкозой
концентрация
инсулина в плазме
Инсулиновый ответ на нагрузку глюкозой в норме, при
инсулинозависимом (ИЗД) и инсулинонезависимом
(ИНЗД) диабете
норма
ИЗД
ИНЗД
1
3
5
7
9
часы
11
13
35

36.

* Превращение жирных кислот (ЖК) в печени
при сахарном диабете
КРОВЬ
ЛПОНП
+
ТГ
Кетоновые тела
+
Холестерин
ЖК
+
АцКоА
СО2
Н2О
печень
ЛПОНП – липопротеиды очень низкой
плотности
ТГ – триглицериды
ЖК – жирные кислоты
36

37.

* Патогенез дегидратации при
сахарном диабете (по А.В.Атаман)
ГИПЕРГЛИКЕМИЯ
АЦИДОЗ
ГЛЮКОЗУРИЯ,
ОСМОТИЧЕСКИЙ
ДИУРЕЗ – ПОЛИУРИЯ
ТОШНОТА, РВОТА
ДЕГИДРАТАЦИЯ
37

38.

* Механизмы лактацидемии при сахарном диабете
(один из механизмов патогенеза метаболического
ацидоза – по А.В.Атаман)
ДЕГИДРАТАЦИЯ
гемоконцентрация
гиповолемия
нарушения
микроциркуляции
гипотензия
ГИПОКСИЯ
избыток
лактата
АЦИДОЗ
38

39.

* Диабетический кетоацидоз
ДЕФИЦИТ ИНСУЛИНА
ИЗБЫТОК ГЛЮКАГОНА
возросшая
мобилизация жира
сниженная
утилизация глюкозы
возросшая
продукция глюкозы
гипергликемия
кетонемия
кетонурия
потеря K+ и Na+
КОМА
глюкозурия
осмотический
диурез
гиперосмолярность
и дегидратация
снижение рН
плазмы (7.1 и <)
СМЕРТЬ
39

40.

Особенности липидного обмена при
сахарном диабете
ДЕФИЦИТ ИНСУЛИНА
ИЗБЫТОК ГЛЮКАГОНА
снижение утилизации глюкозы
снижение липогенеза
мобилизация жира из депо
липемия
метаболический
ацидоз
усиление кетогенеза
и синтеза холестерина
кетонемия и гиперхолестеринемия
кетонурия
потеря Na
40

41.

Особенности белкового обмена при
сахарном диабете (1)
ДЕФИЦИТ ИНСУЛИНА
ИЗБЫТОК ГЛЮКАГОНА
снижение утилизации глюкозы
повышение распада белков
аминацидемия, усиление
поглощения глюкозогенных
аминокислот
дегидратация
клеток
усиление глюконеогенеза
гиперазотурия
потеря калия и других ионов клетками
потеря калия организмом
41

42.

Особенности белкового обмена при сахарном диабете (2)
(по А.В.Атаман)
гипергликемия
печень
усиление
глюконеогенеза
усиление
синтеза
мочевины
АК
А
М
И
Н
О
А
Ц
И
Д
Е
М
И
Я
а
м
и
н
о
к
и
с
л
о
т
ы
белки
мышцы
азотемия
42

43.

Раздел 5
Осложнения сахарного
диабета
43

44.

Диабетическая ретинопатия
1. Сетчатка нормального глаза.
2. Диабетическая ретинопатия.
Наблюдаются кровоизлияния в сетчатку и уменьшение количества
кровеносных сосудов.
3. Отслойка сетчатки (обширное бело-желтое пятно) на почве
диабетической ретинопатии.
44

45.

* Патогенез диабетической нефропатии (по
М.И.Балаболкину)
ГИПЕРГЛИКЕМИЯ, ПРОДУКТЫ ГЛИКОЗИЛИРОВАНИЯ
снижение
тромбомодулина
нарушение
синтеза
простациклинов, NO,
эндотелина
гиперкоагуляция,
вазоконстрикция
повышенный синтез
цитокинов
СКЛЕРОЗ ПОЧЕЧНОГО
КЛУБОЧКА
повышенный синтез
факторов
роста
повышенный синтез
внеклеточного
матрикса
пролиферация клеток
45

46.

Диабетическая гангрена нижних конечностей
1.Гангрена пальцев
стопы.
2. Гангрена пяточной области стопы.
3. Начинающаяся
гангрена голени.
4. Гангрена голени.
46

47.

Пролежни при диабете
1. Язва на месте пролежня в области второй фаланги большого пальца
у больного сахарным диабетом.
2. Пролежень и развившаяся на его месте язва в ягодичной области у
больного сахарным диабетом.
47

48.

* Патогенез диабетической комы
ДЕФИЦИТ ИНСУЛИНА,
ИЗБЫТОК ГЛЮКАГОНА
снижение
утилизации глюкозы
диабетический
кетоз
гипергликемия
и глюкозурия
снижение выработки
энергии
ацидоз
обезвоживание
организма
энергетическое
голодание клеток
ЦНС
КОМА
СМЕРТЬ
48

49.

* Патогенез гипогликемической
(инсулиновой) комы
ПЕРЕДОЗИРОВКА
ИНСУЛИНА
ВЫБРОС ИНСУЛИНА
ГОРМОНПРОДУЦИРУЮЩЕЙ ОПУХОЛЬЮ
ГИПЕРИНСУЛИНЕМИЯ
ГИПОГЛИКЕМИЯ
падение онкотического
давления крови и
набухание клеток
энергетическое
голодание клеток
спазм сосудов
головного мозга
КОМА
СМЕРТЬ
49

50.

Стадии развития гипогликемической
комы
уровень
сахара
в крови
ГИПОГЛИКЕМИЯ
СОМНОЛЕНЦИЯ
СТУПОР
СОПОР
КОМА
50

51.

* Характеристика стадий развития
гипогликемической комы
ГИПОГЛИКЕМИЯ:
неприятные ощущения в эпигастральной
области, потливость, раздражительность, сменяющаяся сонливостью,
тремор, падение работоспособности.
СОМНОЛЕНЦИЯ:
быстрое засыпание при отсутствии речевого и
других раздражителей (при пробуждении больной помнит события,
предшествующие засыпанию).
СТУПОР:
прогрессирование сонливости (потеря ориентации при
пробуждении, после которого больной не помнит событий, предшествующих засыпанию).
СОПОР:
бессознательное состояние, нарушение ряда рефлексов,
но сохранение реакции на оклик по имени, корнеального рефлекса и на
обращению к «больному пункту»: сверхзначимому для больного
событию (реакция проявляется стоном или подергиванием мышц).
КОМА:
бессознательное состояние, нарушение всех рефлексов,
частое дыхание, тахикардия; в отличие от диабетической комы тургор
тканей нормален, глазные яблоки твердые, запах ацетона изо рта не
ощущается.
51

52.

Лечение сахарного
диабета
52

53.

Принципы патогенетической терапии
сахарного диабета
ЛЕЧЕНИЕ САХАРНОГО ДИАБЕТА
инсулинотерапия
оральные
антидиабетические
препараты
диетотерапия
трансплантация
pancreas и ее клеток
умеренная
физическая
нагрузка
искусственная
поджелудочная
железа
53

54.

* Основные схемы инсулинотерапии первого
(инсулинозависимого) типа сахарного диабета (по: И.И.Дедов,
Г.А.Мельниченко, В.В.Фадеев)
схема интенсивной инсулинотерапии
концентрация
инсулина
в сыворотке (нг/мл)
схема традиционной инсулинотерапии
концентрация
инсулина
в сыворотке (нг/мл)
3
3
икд+исд
2,5
икд+исд
2,5
икд
2
2
икд+исд
1,5
1,5
1
1
0,5
0,5
завтрак
обед
икд+исд
ужин
обед
завтрак
0
ужин
время суток, часы
21
19.00
19
17
15
12.00
13
11
9
7.00
7
5
3
1
24.00
21
19
19.00
17
15
13
12.00
11
9
7
7.00
5
3
1
0
24.00
время суток, часы
ИКД – инсулин короткого действия; ИСД – инсулин действия средней продолжительности
54

55.

* Диетотерапия сахарного диабета второго
(инсулинонезависимого) типа
основные компоненты
пищи
белок (%)
жиры:
суммарные (%)
насыщенные (1)
мононенасыщенные (%)
полиненасыщенные (%)
американская диабетологи- европейская ассоциация
ческая ассоциация
по изучению диабета
10 – 20
< 10 - 20
<30
<10
<10 – 15
<10
<30
<10
<10
<10
холестерин (мг/сут)
<300
<300
углеводы (%)
55 – 60
50-60
клетчатка (г/сут)
40
40
поваренная соль (г/сут)
<3
<6
55

56.

Механизм влияния препаратов сульфанилмочевины (СМ) на
секрецию инсулина (по: И.И.Дедов, Г.А.Мельниченко, В.В.Фадеев)
рецептор
СМ
СМ
ВЫБРОС
ИНСУЛИНА
подавление
АТФ-зависимого
К+-канала
открытие
канала
внешняя
Са2+
мембрана
b-клеток
Са2+
СМ
инсулин
внутренняя
К+
Са2+
деполяризация
мембраны
56