Fettutveksling
Fet metabolisme - et sett med prosesser for transformasjon av fett i kroppen. Fett - energi og plastmateriale, de er en del av membranene og cytoplasma av celler. En del av fettet samler seg i form av reserver i det subkutane fettvevet, det store og det lille omentumet, og rundt noen indre organer (nyrer) - 30% av den totale kroppsmassen. Hovedparten av fett er nøytral fett, som er involvert i fettmetabolismen. Daglig behov for fett - 70-100 g
Noen fettsyrer er uunnværlige for kroppen og må komme fra mat - det er flerumettede fettsyrer: linolensyre, linolensyre, arakidonsyre, gamma-aminobutyrsyre (sjømat, meieriprodukter). Gamma-aminosmørsyre er det viktigste hemmende stoffet i sentralnervesystemet. Takket være det, er det en regelmessig endring av faser av søvn og våkenhet, det korrekte arbeidet med nevroner. Fett er delt inn i dyr og grønnsaker (oljer), som er svært viktige for normal fettmetabolismen.
Stadier av fettmetabolismen:
1. enzymatisk nedbrytning av fett i fordøyelseskanalen til glycerin og fettsyrer;
2. dannelsen av lipoproteiner i tarmslimhinnen;
3. blod lipoprotein transport;
4. hydrolyse av disse forbindelsene på overflaten av cellemembraner;
5. absorpsjon av glycerol og fettsyrer i celler;
6. syntese av egne lipider fra fett;
7. oksidasjon av fett med frigjøring av energi, CO2 og vann.
Med et overflødig inntak av fett fra mat, går det inn i glykogen i leveren eller deponeres i reservatet. Med mat rik på fett får en person fettlignende stoffer - fosfatider og steariner. Fosfatider er nødvendige for å bygge cellemembraner, kjerner og cytoplasma. De er rike på nervøs vev.
Den viktigste representanten for stearin er kolesterol. Dens norm i plasma er 3,11 - 6,47 mmol / l. Kolesterol er rik på kyllingegg, smør, lever. Det er nødvendig for normal funksjon av nervesystemet, det reproduktive systemet, hvorfra cellemembraner og kjønnshormoner bygges. I patologi fører det til aterosklerose.
Karbohydratmetabolisme - et sett med transformasjoner av karbohydrater i kroppen. Karbohydrater - En kilde til energi i kroppen for direkte bruk (glukose) eller dannelse av depot (glykogen). Daglig behov - 400-500 gr.
Stadier av karbohydratmetabolismen:
1. enzymatisk nedbryting av matkarbohydrater til monosakkarider;
2. absorpsjon av monosakkarider i tynntarmen;
3. Deponering av glukose i leveren i form av glykogen eller direkte bruk.
4. Fordelingen av glykogen i leveren og strømmen av glukose inn i blodet;
5. oksydasjon av glukose med frigjøring av CO2 og vann.
Karbohydrater absorberes i fordøyelseskanalen i form av glukose, fruktose og galaktose. De går inn i rotasjonsvenen i leveren, der de omdannes til glukose, som akkumuleres i form av glykogen. Prosessen med glukose til glykogen i leveren - glykogenese.
Glukose er en konstant bestanddel av blodet og er vanligvis 4,46-6,67 mmol / l (80-120 mg /%). Økt blodsukker - hyperglykemi, redusere - hypoglykemi. En reduksjon i glukose nivået til 3,89 mmol / l (70 mg /%) gir en følelse av sult, opptil 3,22 mmol / l (40 mg /%) - kramper, delirium og tap av bevissthet (koma) oppstår. Prosessen med glykogen nedbrytning i leveren til glukose er glykogenolyse. Prosessen med biosyntese av karbohydrater fra forfallets produkter av fett og proteiner er glykoneogenese. Prosessen med å dele karbohydrater uten oksygen med akkumulering av energi og dannelse av melkesyre og pyrodruesyrer - glykolyse. Når glukose øker i mat, omdanner leveren til fett, som deretter brukes.
Ernæring - En kompleks prosess med kvittering, fordøyelse, absorpsjon og assimilering av næringsstoffer av kroppen. Det optimale forholdet mellom proteiner, fett og karbohydrater for en sunn person: 1: 1: 4.
194.48.155.245 © studopedia.ru er ikke forfatter av materialene som er lagt ut. Men gir mulighet for fri bruk. Er det et brudd på opphavsretten? Skriv til oss | Kontakt oss.
Deaktiver adBlock!
og oppdater siden (F5)
veldig nødvendig
Stadier av karbohydratmetabolismen;
1. trinn. Spaltningen av polysakkarider og deres absorpsjon i blodet, karbohydrater kommer inn i kroppen med mat og deles i tolvfingertarmen og i tynntarmen til monosakkarider. For detaljer om brudd på fordøyelse og absorpsjon av karbohydrater, se læreboken pp. 272-273.
2. trinn. Karbohydratdeposisjon: Karbohydrater deponeres i form av glykogen i leveren og musklene, og i form av triglyseroler i fettvev - om lag 90% av de sugede monosakkaridene kommer inn i blodet og deretter inn i leveren, der de blir glykogen (dermed sikrer glykogeneseprosesser), ca. 15 % av karbohydrater gjennom lymfesystemet med dagens lymf spredt til alle vev i kroppen.
Brudd på avsetning av karbohydrater er:
· I innskuddsreduksjon glukose i form av glykogen - a) det er forbundet med ↓ glykogensyntese i leversykdommer (hepatitt, fosforforgiftning, CCl4, hypoksy, B og C hypoavitaminose, endokrine sykdommer - diabetes, Addison sykdom, tyrotoksikose, ↓ tone, ps), når hepatocytter ikke er i stand til å syntetisere glykogen; b) i arvelige sykdommer - aglykogenose og glykogenose 0, karakterisert ved en defekt i enzymet glykogen syntetase, arvet på en autosomal recessiv måte; c) på grunn av økt glykogen nedbrytning (glykogenolyse) under tilstander av CNS excitasjon, feber, stress.
· i innskudd ekstrautstyr - Disse inkluderer varianter av den patologiske avsetningen av glykogen, som et resultat av arvelige defekter av glykogenmetabolismenzymer (12 typer glykogenose er kjent, se lærebok s. 274-275)
En av de viktigste manifestasjonene av brudd på avsetningen av karbohydrater er hypoglykemi.
3. trinn. Den mellomliggende metabolisme av karbohydrater inkluderer alle transformasjonene av karbohydrater fra det øyeblikk de kommer inn i cellen til dannelsen av sluttprodukter av CO2 og H2om:
- glykolyse - anaerob oksidasjon av glukose til pyruvat og laktat;
- aerob nedbrytning av gluoksidativ dekarboksylering av pyruvat til ac-Co A (pyruvat omdannes ved bruk av det komplekse enzymkomplekset - pyruvat dehydrogenasesystemet, hvorav vitamin B er et koenzym);
- TsTK-krever også koenzym-vitamin B for visse enzymer av denne metabolske baneveien;
- pentosefosfat syklus eller shunt som leverer NADPH2, nødvendig for syntese av fettsyrer, kolesterol og steroidhormoner, og ribose-5-fosfat, som kan brukes i biosyntese av RNA og DNA.
Intermediate metabolism lidelser består i å bytte glukose aerob metabolisme veier til anaerob nedbrytning, som observeres når:
· Pathology of respiratory system and cardiovascular system
· Hypoavitaminose B 'og C
Konsekvensene av brudd på de tre stadiene av karbohydratmetabolismen inkluderer: a) metabolisk acidose, på grunn av akkumulering av laktat og pyruvat; b) ↓ ats-Co A, og derfor ↓ dannelse av ATP, NADF · H2 og ↓ acetylkolinsyntese; c) ↓ aktivitet av pentosefosfat syklusen, som fører til ↓ syntese av kolesterol, FA, NA, hormoner.
4. trinn. Isolering av glukose og dens reabsorbsjon - brudd på dette stadiet består av:
· reduserer glufiltrering i tilfelle nyresvikt eller i ↓ nyre blodtilførsel, når glukose er fraværende i urinen, selv om glykemi overskrider nyretærskelen (8,8-9,9 mmol / l), da mindre glukose under disse forhold filtreres, og det hele har tid til å reabsorbere til proksimal nyrer i tubuli;
· i økende glufiltrering, hva som observeres ved renal glukosuri
· I reduserer limreabsorpsjonen I tilfelle nefropati, når glukose kan vises i urinen, selv under normoglykemi, på grunn av disse fakta, er det umulig å diagnostisere diabetes bare ved nivået av glukose i urinen.
Regulering av karbohydratmetabolismen.
Blodglukosenivå er den viktigste faktoren i organismenes homeostase som helhet og kriteriet om tilstrekkelig regulering av karbohydratmetabolismen. Normale blodsukkernivåer opprettholdes av sentralnervesystemet, tarmen, leveren, nyrene, bukspyttkjertelen, binyrene, fettvev og andre organer.
Hvis karbohydratmetabolismen er svekket, kan hyperglykemi (glukonsentrasjon> 5,5 mmol / l) og hypoglykemi (glukonsentrasjon 2 + endoplasmisk retikulum) utvikles.
Den metabolske effekten av insulinkomplekset inneholder 8 effekter på metabolismen av karbohydrater, lipider, proteiner, NK (å kjenne dem - lærebok på s. 278-279).
Effekt av insulin: 1) permeabilitet av cellemembraner i muskler og fettvev for glu, natriumioner, kalium, AK, for ketonlegemer i muskler;
2) økt glykogenese i leveren ved aktivering av glykogen syntetase;
3) aktiverer enzymet heksokinase, som fosforylerer glu;
4) reduserer glykogenolyse, hemmer aktiviteten av fosfatase og fosforylase;
5) reduserer aktiviteten av glukoneogenesenzymer;
6) aktiverer proteinsyntese;
7) forbedrer syntesen av triglyserider fra karbohydrater;
8) akselererer bruken av glitches i TCA og PFS.
Insulin er således et anabole hormon, som gir en anti-katabolisk effekt i metabolisme.
test_kontrol_2001_s_otvetami
1. Akutt viral hepatitt "A".
2. Akutt viral hepatitt "B".
3. Alkoholskader i leveren.
4. Obstruktiv gulsott.
5. Hemolytisk gulsott.
Andelen ukonjugert bilirubin i totalt bilirubin er mer enn 90%
1. Sykdommer av Gilbert
2. Kronisk vedvarende hepatitt
3. Kreftvaternippel.
4. Obstruksjon gulsott.
5. Akutt viral hepatitt.
Hos en pasient med gulsott, øker serumaktiviteten
5`-nukleotidase> GGTP> ALP> ALT> AST er mest karakteristisk for
1. Akutt viral hepatitt "A".
2. Akutt viral hepatitt "B".
3. Alkoholskader i leveren.
4. Obstruktiv gulsott.
5. Hemolytisk gulsott.
Den informative testen av cytolytisk syndrom er
økning i serumaktivitet
4. GGTP, sorbitol dehydrogenase.
5. Alt ovenfor.
En informativ indikator på en reduksjon i leverenes syntetiske evne er
1. Økt albumin.
2. Redusert transaminaseaktivitet.
3. Redusert protrombin.
4. Forbedring av fibrinogen.
5. Alt ovenfor.
Hepatocyt cytokrom P-450 gir
1. Syntese av glykogen.
2. Xenobiotic avgiftning.
3. Syntese av fettsyrer.
4. Syntese av gallsyrer.
5. Alt ovenfor er riktig.
En økning i serum er karakteristisk for den toksiske effekten av alkohol på leveren.
2. Fibrin nedbrytningsprodukter.
3. GGTP aktiviteter.
4. Kolinesteraseaktivitet.
5. Syrer fosfatase-aktiviteter.
Den høyeste aktiviteten av AsAT i hepatocytter er oppdaget i:
3. Golgi-apparat.
5. Plasma membran.
Med nederlaget av hepatocytter, den største relative økningen i serum
Økt serumaktivitet av sorbitol dehydrogenase er karakteristisk for
1. hjertesykdom
2. Leversykdom.
3. Skjelett muskel sykdommer.
4. Nyreskade.
5. Bukspyttkjertel sykdommer.
Den internasjonale klassifiseringen deler fermenites i seks klasser.
i henhold til deres
1. Molekylær masse.
2. Substrate specificitet.
3. Effektiviteten av katalyse.
4. Type katalysert reaksjon.
5. Organforening.
Syr fosfataseaktivitet er høyere i serum enn i plasma, siden
1. Enzymet frigjøres fra blodplater når en koagulasjon dannes..
2. I plasma blir enzymet sorbert på fibrinogen.
3. Tap av enzympolymerisering skjer i plasma.
4. I serumet aktiveres enzymet.
5. Enzymhemmere er tilstede i plasma.
En pasient med akutt smerte i brystet eller i magen
relativ økning i serumaktivitet av QA> AST> ALT >>
GGTP> amylase. Den mest sannsynlige diagnosen
1. Akutt pankreatitt.
2. Akutt viral hepatitt.
3. Renal kolikk.
4. Myokardinfarkt.
5. Akutt pleurisy.
En pasient med akutt smerte i brystet eller i magen
relativ økning i serumlipaseaktivitet> amylase >>
ALT> AST >> KK. Den mest sannsynlige diagnosen
1. Akutt pankreatitt.
2. Akutt viral hepatitt.
3. Renal kolikk.
4. Myokardinfarkt.
5. Akutt pleurisy.
En pasient med akutt smerte i brystet eller i magen
økt serum-ALT-aktivitet> GGTP>
AST> amylase >> KK. Dette er typisk for
1. Akutt pankreatitt.
2. Renal kolikk.
3. Hepatocellulær patologi.
4. Myokardinfarkt.
5. Lungeemboli.
Mest indikativ på økt benresorpsjon
er en økning i serumaktivitet
1. Alkalisk fosfatase.
4. Tartrat-resistent syrefosfatase.
I prostata kreft, øker overveiende.
3. Alkalisk fosfatase.
4. Tartrat-syrefosfatase.
For diagnostisering av obstruktiv gulsot, er det tilrådelig å bestemme
serumaktivitet
2. LDH isoenzymer.
5. Kreatinekinaseisoenzymer.
Det enzym som utskilles i blodet er
2. Alkalisk fosfatase.
Kolestase markører er
2. LDH og kreatinkinase isoenzymer.
3. Histidase, urokinase.
4. 5'-nukleotidase, GGTP, alkalisk fosfatase.
5. Alle de ovennevnte enzymer.
Hemolyse av røde blodlegemer øker aktiviteten
Den intracellulære mediatoren av virkningen av hormoner kan være
5. Alt ovenfor er sant..
Hormoner kan være
5. Noen av de oppførte stoffene.
1. Senker blodkalsiumnivået.
2. Øker blodkalsiumnivået.
3. Øker fosfornivået i serum.
4. Ikke påvirker nivået av kalsium og fosfor i serum.
5. Forstyrrer utsöndring av kalsium og fosfor med urin.
Nivået av aldosteron i blodserumet påvirkes
1. Kroppsposisjon.
2. Natriuminnhold i mat.
3. Renin plasmanivå.
4. Kaliuminnhold i plasma.
5. Alt ovenfor.
Serum aldosteron nivåer øker med
1. Conn syndrom.
2. Hypertensiv hjertesykdom (malign form).
3. Hyperplasi av adrenal cortex.
4. Alle disse sykdommene.
5. Ingen av de listede sykdommene.
Forstyrrelser av karbohydratavsetning
Vanligvis blir karbohydrater avsatt i form av glykogen. Glykogenmolekylet kan inneholde opptil en million monosakkarider. I dette tilfelle oppstår krystallisering av glykogen, som det var, og det har ikke en osmotisk effekt. Dette skjemaet er egnet for lagring i et bur. Hvis et slikt antall glukose molekyler ble oppløst, ville cellen kutte fra hverandre på grunn av osmotiske krefter. Glykogen er en deponert form av glukose. Den finnes i nesten alle vev. Spesielt mye i leveren og musklene, i cellene i nervesystemet, er mengden glykogen minimal. Muskelglykogen brukes som energikilde under intens fysisk anstrengelse. Leverglykogenolyse aktiveres som respons på en reduksjon av glukosekonsentrasjonen under pauser i et måltid eller som respons på stressende effekter. De viktigste hormonene som aktiverer glykogenolyse er glukagon, adrenalin (epinefrin) og kortisol.
Hormonal regulering av glykogenolyse
Effekt på glykogenolyse
Binyre medulla
Forstyrrelser av avsetning av karbohydrater inkluderer først og fremst en reduksjon i syntesen av glykogen, økt nedbrytning av glykogen og patologisk avsetning av glykogen.
Redusert glykogensyntese. Blant de etiologiske faktorene som er nevnt, for det første giftig skade på hepatocytter (bakteriell og viral mikroflora, forgiftning med fosfor, karbontetraklorid, etc.). For det andre, mangel på oksygen og som en konsekvens en uttalt reduksjon i effektiviteten av dannelsen av ATP. For det tredje, reduserer tonen i det parasympatiske nervesystemet. Fjerde hypovitaminose B og C. Den femte etiologiske gruppen inkluderer endokrine sykdommer - diabetes mellitus, tyrotoksikose, adrenal insuffisiens (Addisons sykdom).
Økt glykogen nedbrytning. Økt glykogenolyse i leveren skjer først, mot bakgrunnen av økt aktivitet i det sympatiske nervesystemet; For det andre, med økt produksjon av hormoner - glykogenolyse stimulerende midler (adrenalin, glukagon, tyroksin og somatotrop hormon). En økning i sympatiske effekter og økt konsentrasjon i blodet av hormoner som stimulerer glykogenolyse, observeres med intensiv muskelarbeid, sjokk, feber og følelsesmessig anstrengelse.
Patologisk glykogenavsetning. Dette er en gruppe arvelige sykdommer der, på grunn av genetiske defekter av visse enzymer av glykogenmetabolisme, oppstår dens overdreven akkumulering i forskjellige organer, hovedsakelig i lever- og skjelettmuskler. I noen typer glykogenose syntetiseres glykogen med nedsatt struktur. 12 former for glykogenose er beskrevet. De vanligste er:
Forstyrrelser av karbohydratavsetning
Forstyrrelser av karbohydratmetabolismen
Forstyrrelser av karbohydratmetabolisme klassifiseres i henhold til prosesstrinnene. Det er flere slike stadier:
1. Matinntak i mage-tarmkanalen, oppdeling av monosakkarider i tolvfingertarmen og øvre tynntarmen og deres absorpsjon i blodet.
2. Deponering av karbohydrater.
H. Mellomliggende karbohydratmetabolisme:
- anaerob og aerob glukose fordøyelse;
- prosessen med glukoneogenese (glukose syntese fra ikke-karbohydratforløpere).
4. Isolering av glukose gjennom det glomerulære apparatet av nyrene med primær (foreløpig) urin og fullstendig reabsorpsjon i nyrene.
Brudd på nedbrytning og absorpsjon av karbohydrater
Brudd på nedbrytning av karbohydrater. I en sunn kropp begynner hydrolysen av glykogen og matstivelse i munnhulen under påvirkning av spytt-a-amylase. Monosakkarider kan absorberes i munnhulen. I magen er det ingen enzymer som hydrolyserer karbohydrater. I tarmens hulrom under påvirkning av a-amylase bukspyttkjerteljuice hydrolyserer de til dextrin og maltose (magefordøyelse). På overflaten av mikrovilli av enterocyttene lokaliserte enzymer: sukrase, maltase, laktase, og andre isomaltase som spalter disaharaidy og dekstriner til monosakkarider (membran fordøyelse).
Blant de mest typiske manglene kan tilskrives mangel på disakkaridase enzymer: sukraser og isomaltase, som alltid manifesterer seg i kombinasjon. Som et resultat blir sakkarose- og isomaltosedisakkaridene ikke splittet og absorberes ikke av kroppen. Disakkaridene som akkumuleres i tarmlumen, binder osmotisk en betydelig mengde vann, noe som forårsaker diaré (diaré). Under disse forhold er det også mulig for epitelceller å absorbere en viss mengde disakkarider. Imidlertid forblir de metabolisk inaktive og i uendret form utskilles det ganske raskt i urinen. I tilfelle av disakkaridaseaktivitetsdefekter forårsaker ikke disakkaridbelastning hyperglykemi i området 30-90 minutter, slik det er tilfelle hos friske mennesker.
Sygdomsforstyrrelser. Hos friske mennesker absorberes monosakkarider som glukose, galaktose, fruktose og pentose av mikrovilli av tynntepitelceller. Overgang av monosakkarider over membranen av epitelceller skjer ved sekundær aktiv transport med den obligatoriske deltakelsen av en ATP-avhengig natriumpumpe og en spesifikk bærer. Ved sekundær aktiv transport blir energien til en elektrokjemisk gradient opprettet for et annet stoff (natriumioner) brukt til å overføre en forbindelse (for eksempel glukose).
Blant de etiologiske faktorene av karbohydratabsorpsjonsforstyrrelser, er følgende grupper skilt ut:
1) betennelse i tynntarmens slimhinne
2) virkningen av toksiner som blokkerer prosessen med fosforylering og de fosforylering (floridzin, monoiodoacetat);
H) mangel på Na + -ioner, for eksempel ved hypofunksjon av binyrene;
4) brudd på blodtilførselen til tarmveggen;
5) hos nyfødte og spedbarn, er utilstrekkelig aktivitet av fordøyelsesenzymer og enzymatiske systemer for fosforylering og de fosforylering av karbohydrater mulig. Som et eksempel, presenterer vi laktoseintoleransessyndrom uten laktaseenzymmangel og medfødt laktasemangel syndrom.
Laktoseintoleranssyndrom uten mangel på enzymet laktase virker ondartet i de første dagene etter fødselen i form av alvorlig diaré, oppkast, acidose, laktosuri og ofte proteinuri. Atrofi av binyrene og leveren, detekteres også degenerasjon av nyrene.
Medfødt laktasemangel. Hos friske mennesker bryter laktasen ned laktose til glukose og galaktose. Nyfødte får vanligvis 50-60 g laktose (med melk) per dag. Den mest karakteristiske manifestasjonen av laktasemangel er diaré etter å ha drukket melk. Uhydrolysert laktose kommer inn i tynntarmen, hvor den blir gjæret med tarmmikroflora for å danne gasser (som forårsaker flatulens) og syrer. Deres osmotiske virkning tiltrekker seg mye vann i tarmhulen, noe som forårsaker diaré. Samtidig har avføring en sur pH-verdi og inneholder laktose, noen ganger observeres laktosuri. Over tid utvikler barnet hypotrofi. Dette syndromet skal skilles fra akkumulert laktasemangel (med enteritt, inflammatoriske sykdommer i tykktarmen, sprue), samt fra tarmlaktasemangel, som oppstår hos voksne.
Forstyrrelser av karbohydratavsetning
Vanligvis blir karbohydrater avsatt i form av glykogen. Glykogenmolekylet kan inneholde opptil en million monosakkarider. I dette tilfelle oppstår krystallisering av glykogen, som det var, og det har ikke en osmotisk effekt. Dette skjemaet er egnet for lagring i et bur. Hvis et slikt antall glukose molekyler ble oppløst, ville cellen kutte fra hverandre på grunn av osmotiske krefter. Glykogen er en deponert form av glukose. Den finnes i nesten alle vev. Spesielt mye i leveren og musklene, i cellene i nervesystemet, er mengden glykogen minimal. Muskelglykogen brukes som energikilde under intens fysisk anstrengelse. Leverglykogenolyse aktiveres som respons på en reduksjon av glukosekonsentrasjonen under pauser i et måltid eller som respons på stressende effekter. De viktigste hormonene som aktiverer glykogenolyse er glukagon, adrenalin (epinefrin) og kortisol.
Dato lagt til: 2016-01-07; Visninger: 394; ORDER SKRIVING ARBEID
Hormonal regulering av karbohydrat og fettmetabolismen
De viktigste energiressursene til en levende organisme - karbohydrater og fett har et høyt reserver av potensiell energi, som lett utvinnes fra dem i celler ved hjelp av enzymatiske katabolske transformasjoner. Energien som frigjøres i prosessen med biologisk oksidasjon av karbohydrat- og fettmetabolismeprodukter, så vel som glykolyse, omdannes i betydelig grad til den kjemiske energien til fosfatbindingene av den syntetiserte ATP.
Den kjemiske energien til høy-energiobligasjoner, akkumulert i ATP, brukes i sin tur på ulike typer cellearbeid - skape og vedlikeholde elektrokjemiske gradienter, muskelkontraksjon, sekretoriske og visse transportprosesser, proteinbiosyntese, fettsyrer, etc. I tillegg til "drivstoff" -funksjonen, spiller karbohydrater og fett sammen med proteiner rollen som viktige leverandører av bygg, plastmaterialer som er en del av hovedstrukturen til cellen - nukleinsyrer, enkle proteiner, glykoproteiner, et antall lipider etc.
ATP, syntetisert på grunn av nedbrytning av karbohydrater og fett, gir ikke bare cellene energi som er nødvendig for arbeid, men er også en kilde til cAMP-dannelse, og deltar også i reguleringen av aktiviteten til mange enzymer, tilstanden av strukturproteiner, og sikrer deres fosforylering.
Karbohydrat- og lipidsubstrater som benyttes direkte av cellene, er monosakkarider (primært glukose) og ikke-esterifiserte fettsyrer (NEFA), og også ketonlegemer i enkelte vev. Deres kilder er matvarer som absorberes fra tarmen, deponeres i organer i form av glykogen, karbohydrater og lipider i form av nøytrale fettstoffer, samt ikke-karbohydratforløpere, hovedsakelig aminosyrer og glyserol, som danner karbohydrater (glukoneogenese).
Lever og fett (fettvev) tilhører deponeringsorganer i vertebrater, og lever og nyrer til glukoneogeneseorganer. I insekter er fettlegemet deponeringsorganet. I tillegg kan enkelte reservedeler eller andre produkter som er lagret eller produsert i en arbeidscell, være kilder til glukose og NEFA. Ulike måter og stadier av karbohydrat og fettmetabolismen er forbundet med en rekke gjensidige påvirkninger. Retningen og intensiteten av strømmen av disse metabolske prosessene er avhengig av en rekke eksterne og interne faktorer. Disse inkluderer spesielt mengden og kvaliteten på maten som forbrukes og rytmene for inntreden i kroppen, nivået på muskel og nervøsitet, etc.
Dyreorganismen tilpasser seg naturen til matregimet, til den nervøse eller muskelbelastningen ved hjelp av et komplekst sett med koordineringsmekanismer. Således utføres kontrollen av strømmen av forskjellige reaksjoner av karbohydrat og lipidmetabolismen ved nivået av cellen ved konsentrasjonene av de respektive substrater og enzymer, samt ved graden av akkumulering av produktene av en bestemt reaksjon. Disse kontrollerende mekanismene er knyttet til mekanismene for selvregulering og implementeres både i encellulære og multicellulære organismer.
I sistnevnte kan reguleringen av utnyttelsen av karbohydrater og fett forekomme i nivået med intercellulære interaksjoner. I særdeleshet kontrolleres begge typer metabolisme gjensidig gjensidig: NEFA i musklene hemmer nedbrytningen av glukose, mens produktene av nedbrytning av glukose i fettvev hemmer dannelsen av NEFA. I de mest organiserte dyrene opptrer en spesiell intercellulær mekanisme for regulering av interstitial metabolisme, som bestemmes av utseendet i den evolusjonære prosessen i det endokrine systemet, som er av avgjørende betydning for kontrollen av de metabolske prosessene til hele organismen.
Blant hormonene som er involvert i reguleringen av fett- og karbohydratmetabolisme hos vertebrater, opptar følgende et sentralt sted: hormoner i mage-tarmkanalen, som styrer fordøyelsen av mat og absorpsjon av fordøyelsesprodukter i blodet; insulin og glukagon er spesifikke regulatorer av interstitial metabolisme av karbohydrater og lipider; Veksthormon og funksjonelt assosiert med det "somatomedin" og CIF, glukokortikoider, ACTH og adrenalin er faktorer for uspesifikk tilpasning. Det skal bemerkes at mange av disse hormonene også er direkte involvert i reguleringen av proteinmetabolisme (se kapittel 9). Seksjonshastigheten for disse hormonene og gjennomføringen av deres effekter på vev er sammenhengende.
Vi kan ikke spesifikt dvele på funksjonen av hormonelle faktorer i mage-tarmkanalen utskilt i nevrohumoralfasen av sekresjon. Deres hovedeffekter er velkjente fra løpet av generell fysiologi av mennesker og dyr, og i tillegg er de allerede ganske fullt nevnt i Ch. 3. La oss dvele på den endokrine reguleringen av interstitial metabolisme av karbohydrater og fett.
Hormoner og regulering av interstitial karbohydratmetabolismen. En integrert indikator på balansen mellom karbohydratmetabolisme i vertebrater er konsentrasjonen av glukose i blodet. Denne indikatoren er stabil og er ca. 100 mg% (5 mmol / l) hos pattedyr. Dens avvik i normen overstiger vanligvis ikke ± 30%. Nivået av glukose i blodet avhenger dels av innstrømningen av monosakkaridet i blodet, hovedsakelig fra tarmen, leveren og nyrene, og derimot fra utstrømningen til arbeids- og deponeringsvevene (figur 95).
Tilstrømningen av glukose fra leveren og nyre bestemmes av forholdet mellom aktivitetene av glykogen fosforylase og glykogen syntetase reaksjon i leveren, forholdet mellom intensiteten av glukose nedbrytning og intensiteten av glukoneogenese i leveren og delvis i nyrene. Innføringen av glukose i blodet korrelerer direkte med nivåene av fosforylase-reaksjonen og prosessene av glukoneogenese.
Utløpet av glukose fra blodet inn i vevet er direkte avhengig av transportens hastighet i muskel-, adipose- og lymfoidceller, hvor membranene danner en barriere for penetrasjon av glukose i dem (husker at membranene i leveren, hjernen og nyrene er lett gjennomtrengelige for monosakkarid); metabolsk utnyttelse av glukose, som i sin tur er avhengig av permeabiliteten til membranen til den og på aktiviteten til de viktigste enzymene i dets sammenbrudd; omdannelsen av glukose til glykogen i leveren celler (Levin et al., 1955; Newholm, Randle, 1964; Foa, 1972).
Alle disse prosessene knyttet til transport og glukosemetabolismen styres direkte av et kompleks av hormonelle faktorer.
Hormonale regulatorer av karbohydratmetabolisme ved tiltak på den generelle retningen av metabolisme og glykemi kan deles inn i to typer. Den første typen hormoner stimulerer bruken av glukose av vev og dets avsetning i form av glykogen, men hemmer glukoneogenese, og fører dermed til en reduksjon i konsentrasjonen av glukose i blodet.
Hormon av denne typen handling er insulin. Den andre typen hormon stimulerer nedbrytningen av glykogen og glukoneogenese, og forårsaker derfor en økning i blodglukose. Hormonene av denne typen inkluderer glukagon (så vel som secretin og VIP) og adrenalin. Hormoner av den tredje typen stimulerer glukoneogenese i leveren, hemmer glukoseutnyttelsen av forskjellige celler og, selv om de øker dannelsen av glykogen ved hepatocytter, som et resultat av overvektigheten av de to første virkningene, øker de i regel også glukoseinnholdet i blodet. Hormonene av denne typen inkluderer glukokortikoider og GH - "somatomediner". Imidlertid har en ensrettet virkning på glukoneogeneseprosessene, syntesen av glykogen og glykolyse, glukokortikoider og veksthormon-somatomediner, en annen effekt på permeabiliteten av cellemembraner i muskel og fettvev til glukose.
Ifølge handlingsretningen for glukosekonsentrasjon i blodet er insulin et hypoglykemisk hormon (hormon "hvile og metning"), mens hormoner av den andre og tredje typen er hyperglykemiske (hormoner "stress og fasting") (Fig. 96).
Insulin kan kalles hormonassimilering og avsetning av karbohydrater. En av årsakene til økt utnyttelse av glukose i vev er stimulering av glykolyse. Det utføres muligens ved nivået av aktivering av de viktigste enzymene av glykolyse av heksokinase, spesielt en av de fire kjente isoformene, heksokinase II og glukokinase (Weber, 1966, Ilyin, 1966, 1968). Tilsynelatende spiller akselerasjon av pentosefosfatveien i stadiet av glukose-6-fosfat-dehydrogenase-reaksjonen også en viss rolle for å stimulere glukose-katabolisme av insulin (Leites, Lapteva, 1967). Det antas at i stimuleringen av glukoseopptaket av leveren under mathyperglykemi under påvirkning av insulin, spiller den hormonelle induksjon av det spesifikke hepatisk enzymet glukokinase, som selektivt fosforylerer glukose i høye konsentrasjoner, en viktig rolle.
Hovedårsaken til stimulering av glukoseutnyttelse av muskel- og fettceller er primært den selektive økningen i permeabiliteten av cellemembraner til monosakkaridet (Lunsgaard, 1939, Levin, 1950). På denne måten oppnås en økning i konsentrasjonen av substrater for heksokinasereaksjonen og pentosefosfatveien.
Forbedret glykolyse under påvirkning av insulin i skjelettmuskulatur og myokard spiller en viktig rolle i akkumuleringen av ATP og sikrer muskelceller. I leveren synes økt glykolyse å være viktig ikke så mye for å øke inkluderingen av pyruvat i vevets respirasjonssystem, men å akkumulere acetyl CoA og malonyl CoA som forløper til dannelsen av polyatomiske fettsyrer og dermed triglyserider (Newsholm, Start, 1973).
Glycerofosfat dannet under glykolyse inngår også i syntesen av nøytral fett. Videre er det i leveren, særlig i fettvev lipogenese for å forbedre glukose spiller en viktig rolle hormon stimulering av glukose-6-fosfatdegidrogenaznoy reaksjon som fører til dannelse av NADPH - reduserende kofaktor som er nødvendig for biosyntesen av fettsyrer og glyserofosfat. I pattedyr blir bare 3-5% av den absorberte glukosen omdannet til hepatisk glykogen, og mer enn 30% akkumuleres som fett avsatt i avsetningsorganene.
Dermed reduseres hovedvirkningsvirkningen av insulin på glykolyse og pentosefosfatveien i leveren og spesielt i fettvev til dannelse av triglyserider. I pattedyr og fugler i adipocytter, og hos lavere vertebrater i hepatocytter, er glukose en av de viktigste kildene til deponerte triglyserider. I disse tilfellene reduseres den fysiologiske betydningen av hormonell stimulering av karbohydratutnyttelsen i stor grad til stimulering av lipidavsetning. Samtidig påvirker insulin direkte syntesen av glykogen - den deponerte formen av karbohydrater - ikke bare i leveren, men også i muskler, nyre og muligens fettvev.
Hormonet utøver stimulerende virkning på glikogenoobrazovanie, økende aktivitet av glykogen (D-overgang inaktiv form til aktiv I-form) og inhibering av glykogenfosforylase (6-overgang inaktiv form inn i L-form), og derved inhibere glykogenolyse i celler (Fig. 97). Begge effektene av insulin på disse enzymer i leveren formidles tilsynelatende ved aktivering av membranprotease, akkumulering av glykopeptider og aktivering av cAMP-fosfodiesterase.
En annen viktig retning for insulinvirkningen på karbohydratmetabolismen er inhiberingen av glukoneogeneseprosesser i leveren (Krebs, 1964, Ilyin, 1965, Ixton et al., 1971). Inhibering av glukoneogenese ved hormonet utføres ved nivået av reduksjon av syntese av sentrale enzymer fosfoenolpyruvat-karbokykinase og fruktose 16-difosfatase. Disse effektene er også mediert av en økning i dannelsen av glykopeptider - hormonmediatorer (figur 98).
Glukose i noen fysiologiske forhold er hovedkilden til kraft for nerveceller. Med en økning i insulinsekresjon, er det noe økning i glukoseopptaket av nervesvevet, tilsynelatende på grunn av stimulering av glykolyse i den. Men ved høye konsentrasjoner av hormonet i blodet, forårsaker hypoglykemi, oppstår karbohydrats hevelse i hjernen og inhibering av dens funksjoner.
Etter innføring av svært store doser insulin, kan en dyp inhibering av hjernens sentre føre til utvikling av kramper, deretter til bevissthetstap og nedsatt blodtrykk. Denne tilstanden, som oppstår når konsentrasjonen av glukose i blodet under 45-50 mg%, kalles insulin (hypoglykemisk) sjokk. Konvulsiv og sjokkrespons på insulin brukes til biologisk standardisering av insulinpreparater (Smith, 1950, Stewart, 1960).
Medisin, Helse: Forstyrrelser av karbohydratmetabolismen, studieveiledning
Essay på emnet:
Forstyrrelser av karbohydratmetabolismen
Forstyrrelser av karbohydratmetabolismen
Forstyrrelser av karbohydratmetabolisme klassifiseres i henhold til prosesstrinnene. Det er flere slike stadier:
1. Matinntak i mage-tarmkanalen, oppdeling av monosakkarider i tolvfingertarmen og øvre tynntarmen og deres absorpsjon i blodet.
2. Deponering av karbohydrater.
H. Mellomliggende karbohydratmetabolisme:
- anaerob og aerob glukose fordøyelse;
- prosessen med glukoneogenese (glukose syntese fra ikke-karbohydratforløpere).
4. Isolering av glukose gjennom det glomerulære apparatet av nyrene med primær (foreløpig) urin og fullstendig reabsorpsjon i nyrene.
Brudd på nedbrytning og absorpsjon av karbohydrater
Brudd på nedbrytning av karbohydrater. I en sunn kropp begynner hydrolysen av glykogen og matstivelse i munnhulen under påvirkning av spytt-a-amylase. Monosakkarider kan absorberes i munnhulen. I magen er det ingen enzymer som hydrolyserer karbohydrater. I tarmens hulrom under påvirkning av a-amylase bukspyttkjerteljuice hydrolyserer de til dextrin og maltose (magefordøyelse). På overflaten av mikrovilli av enterocyttene lokaliserte enzymer: sukrase, maltase, laktase, og andre isomaltase som spalter disaharaidy og dekstriner til monosakkarider (membran fordøyelse).
Blant de mest typiske manglene kan tilskrives mangel på disakkaridase enzymer: sukraser og isomaltase, som alltid manifesterer seg i kombinasjon. Som et resultat blir sakkarose- og isomaltosedisakkaridene ikke splittet og absorberes ikke av kroppen. Disakkaridene som akkumuleres i tarmlumen, binder osmotisk en betydelig mengde vann, noe som forårsaker diaré (diaré). Under disse forhold er det også mulig for epitelceller å absorbere en viss mengde disakkarider. Imidlertid forblir de metabolisk inaktive og i uendret form utskilles det ganske raskt i urinen. I tilfelle av disakkaridaseaktivitetsdefekter forårsaker ikke disakkaridbelastning hyperglykemi i området 30-90 minutter, slik det er tilfelle hos friske mennesker.
Sygdomsforstyrrelser. Hos friske mennesker absorberes monosakkarider som glukose, galaktose, fruktose og pentose av mikrovilli av tynntepitelceller. Overgang av monosakkarider over membranen av epitelceller skjer ved sekundær aktiv transport med den obligatoriske deltakelsen av en ATP-avhengig natriumpumpe og en spesifikk bærer. Ved sekundær aktiv transport blir energien til en elektrokjemisk gradient opprettet for et annet stoff (natriumioner) brukt til å overføre en forbindelse (for eksempel glukose).
Blant de etiologiske faktorene av karbohydratabsorpsjonsforstyrrelser, er følgende grupper skilt ut:
1) betennelse i tynntarmens slimhinne
2) virkningen av toksiner som blokkerer prosessen med fosforylering og de fosforylering (floridzin, monoiodoacetat);
H) mangel på Na + -ioner, for eksempel ved hypofunksjon av binyrene;
4) brudd på blodtilførselen til tarmveggen;
5) hos nyfødte og spedbarn, er utilstrekkelig aktivitet av fordøyelsesenzymer og enzymatiske systemer for fosforylering og de fosforylering av karbohydrater mulig. Som et eksempel, presenterer vi laktoseintoleransessyndrom uten laktaseenzymmangel og medfødt laktasemangel syndrom.
Laktoseintoleranssyndrom uten mangel på enzymet laktase virker ondartet i de første dagene etter fødselen i form av alvorlig diaré, oppkast, acidose, laktosuri og ofte proteinuri. Atrofi av binyrene og leveren, detekteres også degenerasjon av nyrene.
Medfødt laktasemangel. Hos friske mennesker bryter laktasen ned laktose til glukose og galaktose. Nyfødte får vanligvis 50-60 g laktose (med melk) per dag. Den mest karakteristiske manifestasjonen av laktasemangel er diaré etter å ha drukket melk. Uhydrolysert laktose kommer inn i tynntarmen, hvor den blir gjæret med tarmmikroflora for å danne gasser (som forårsaker flatulens) og syrer. Deres osmotiske virkning tiltrekker seg mye vann i tarmhulen, noe som forårsaker diaré. Samtidig har avføring en sur pH-verdi og inneholder laktose, noen ganger observeres laktosuri. Over tid utvikler barnet hypotrofi. Dette syndromet skal skilles fra akkumulert laktasemangel (med enteritt, inflammatoriske sykdommer i tykktarmen, sprue), samt fra tarmlaktasemangel, som oppstår hos voksne.
Forstyrrelser av karbohydratavsetning
Vanligvis blir karbohydrater avsatt i form av glykogen. Glykogenmolekylet kan inneholde opptil en million monosakkarider. I dette tilfelle oppstår krystallisering av glykogen, som det var, og det har ikke en osmotisk effekt. Dette skjemaet er egnet for lagring i et bur. Hvis et slikt antall glukose molekyler ble oppløst, ville cellen kutte fra hverandre på grunn av osmotiske krefter. Glykogen er en deponert form av glukose. Den finnes i nesten alle vev. Spesielt mye i leveren og musklene, i cellene i nervesystemet, er mengden glykogen minimal. Muskelglykogen brukes som energikilde under intens fysisk anstrengelse. Leverglykogenolyse aktiveres som respons på en reduksjon av glukosekonsentrasjonen under pauser i et måltid eller som respons på stressende effekter. De viktigste hormonene som aktiverer glykogenolyse er glukagon, adrenalin (epinefrin) og kortisol.
Hormonal regulering av glykogenolyse
Effekt på glykogenolyse
Forstyrrelser av avsetning av karbohydrater inkluderer først og fremst en reduksjon i syntesen av glykogen, økt nedbrytning av glykogen og patologisk avsetning av glykogen.
Redusert glykogensyntese. Blant de etiologiske faktorene som er nevnt, for det første giftig skade på hepatocytter (bakteriell og viral mikroflora, forgiftning med fosfor, karbontetraklorid, etc.). For det andre, mangel på oksygen og som en konsekvens en uttalt reduksjon i effektiviteten av dannelsen av ATP. For det tredje, reduserer tonen i det parasympatiske nervesystemet. Fjerde hypovitaminose B og C. Den femte etiologiske gruppen inkluderer endokrine sykdommer - diabetes mellitus, tyrotoksikose, adrenal insuffisiens (Addisons sykdom).
Økt glykogen nedbrytning. Økt glykogenolyse i leveren skjer først, mot bakgrunnen av økt aktivitet i det sympatiske nervesystemet; For det andre, med økt produksjon av hormoner - glykogenolyse stimulerende midler (adrenalin, glukagon, tyroksin og somatotrop hormon). En økning i sympatiske effekter og økt konsentrasjon i blodet av hormoner som stimulerer glykogenolyse, observeres med intensiv muskelarbeid, sjokk, feber og følelsesmessig anstrengelse.
Patologisk glykogenavsetning. Dette er en gruppe arvelige sykdommer der, på grunn av genetiske defekter av visse enzymer av glykogenmetabolisme, oppstår dens overdreven akkumulering i forskjellige organer, hovedsakelig i lever- og skjelettmuskler. I noen typer glykogenose syntetiseres glykogen med nedsatt struktur. 12 former for glykogenose er beskrevet. De vanligste er:
De viktigste typene glykogenose
hepatomegalysirrhose, leverinsuffisiens mangel på nøyaktighet
I tillegg til ovennevnte typer er de sjeldnere og blandede glykogenosene beskrevet: type V eller MacDards sykdom (MacArdle-Schmid-Pearson); Type VI, eller Gers sykdom; Type VII eller Tarui sykdom; Type VIII, eller Hojins sykdom, og andre.
Forstyrrelser av mellommetabolisme av karbohydrater
Det er tre grupper av etiologiske faktorer, hvis virkning kan føre til forstyrrelse av mellommetabolismen av karbohydrater.
1. Hypoksi. Oksygenmangel bytter cellemetabolisme fra aerob til anaerob type, hvor anaerob glykolyse blir hovedkilden til energi med dannelsen av overskytende melkesyre og pyrodruesyrer. Med en kort hypoksi har et overskudd av laktat og pyruvat en kompenserende effekt. Melkesyre øker dissociationen av oxyhemoglobin, dilaterer koronarbeinene. I tillegg kommer laktat i blodet til leveren (Corey syklusen), der det blir pyruvat med deltakelse av enzymet laktat dehydrogenase. Pyruvat i leveren blir delvis oksidert og delvis omdannet til glukose (glukoneogenese). Dermed blir laktat tilbake til det metabolske bassenget av karbohydrater. Den langvarige eksistensen av et overskudd av melkesyre i vevet fører til mangel i oksydasjonssubstratet, glukose, noe som medfører en ytterligere reduksjon i effektiviteten av ATP-syntese. Mangelen på makroerger ligger på grunnlag av transmembrane ionoverføringssvikt og økningen i membranpermeabilitet. Til syvende og sist fører dette til betydelig strukturell og funksjonell skade i vevet, inntil og med celledød.
2. leverproblemer I hepatocytter blir en del av melkesyre normalt resyntetisert til glukose og glykogen. Hvis leveren er skadet, er denne prosessen forstyrret, melkesyre går inn i blodet, utvikler acidose.
3. Hypovitaminose. den1. Vitamin B.1 (tiamin) som et resultat av fosforyleringsprosessen omdannes til kokarboksylase, en protesegruppe av et antall karbohydratmetabolismenzymer. Når vitamin B mangel1 Det er en mangel på kokarboksylase, noe som fører til undertrykking av syntesen av acetyl-CoA fra pyruvsyre. Sistnevnte akkumulerer og delvis omdannes til melkesyre, hvor innholdet i denne forbindelse øker. Inhibering av pyruvsyreoksidasjon reduserer syntesen av acetylkolin, noe som forårsaker en forstyrrelse i overføringen av nerveimpulser. Med en økning i konsentrasjonen av pyruvinsyre med 2-3 ganger i forhold til normen, oppstår følsomhetsforstyrrelser, neuritt, lammelse etc. Hypovitaminosis B1 fører også til forstyrrelse av pentosefosfatoksidasjonsbanen på grunn av en reduksjon i aktiviteten av transketolase-enzymet.
Blodglukose er en viktig faktor i homeostase. Det opprettholdes på et visst nivå (3,33-5,55 mmol / l) ved funksjonen av tarmene, leveren, nyrene, bukspyttkjertelen, binyrene, fettvev og andre organer.
Det finnes flere typer regulering av karbohydratmetabolismen: substrat, nervøs, nyre, hormonell.
Substrate regulering. Hovedfaktoren som bestemmer glukosemetabolismen er nivået av glykemi. Grensekonsentrasjonen av glukose, hvor produksjonen i leveren er lik forbruket av perifert vev, er 5,5-5,8 mmol / l. På nivået av dette lever leveren leveren glukose til blodet; På et høyere nivå dominerer glykogen syntet i leveren og musklene.
Nervøs regulering. Excitasjonen av sympatiske nervefibre fører til frigjøring av adrenalin fra binyrene, noe som stimulerer nedbrytningen av glykogen i prosessen med glykogenolyse. Derfor, når det sympatiske nervesystemet er irritert, observeres en hyperglykemisk effekt. Omvendt er stimulering av parasympatiske nervefibre ledsaget av økt insulinutskillelse ved bukspyttkjertelen, glukoseopptak i cellen og en hypoglykemisk effekt.
Nyresvikt. I glomeruli av nyren, filtreres glukose, deretter i den proksimale tubuli reabsorberes av den energiavhengige mekanismen. Mengden rørformet reabsorpsjon er relativt konstant, med en tendens til å redusere. Hvis serumnivået overstiger 8,8 - 9,9 mmol / l, skilles glukose ut i urinen. Glykemidindeksen hvor glukosuri oppstår, kalles nyreterskelen. Glukoseutskillelse i urinen påvirkes av glomerulær filtreringshastighet, som vanligvis er ca. 13 ml / min. Når filtreringen reduseres med nyreinsuffisiens eller blodtilførselen til nyrene reduseres, vil glukose ikke være tilstede i urinen, selv med glykemi, som overskrider nyretærskelen betydelig, siden mindre glukose blir filtrert og det hele har tid til å bli reabsorbert i nyrens proksimale tubuli. I tilfelle nefropati med nedsatt reabsorpsjon kan glukose forekomme i urinen selv med normoglykemi. Derfor kan nivået av glukose i urinen ikke diagnostiseres med diabetes.
Hormonal regulering. Stabiliteten av blodglukosenivået påvirkes av et bredt spekter av hormoner, mens praktisk talt bare insulin forårsaker en hypoglykemisk effekt. Glukagon, adrenalin, glukokortikoider, STH, ACTH og TSH har en kontrainsulær effekt med en økning i blodglukosenivået.
1. Insulin er et polypeptid, består av to kjeder. A-kjeden inneholder 21 aminosyrer, B-kjede - 30 aminosyrer. Kjedene er sammenkoplet med to disulfidbroer. Insulin er lik i forskjellige pattedyrarter: A-kjeden er identisk hos mennesker, griser, hunder, spermhvaler; B-kjeden er identisk med oks, gris og geit. Faktisk adskiller menneskelig og porøst insulin bare ved at aminosyren alanin er i karboksendelen av B-kjeden hos griser, og hos mennesker, treonin. Derfor produseres kommersielt "humant insulin" ved å erstatte alanin med treonin i grisinsulin.
Insulin syntetiseres som en inaktiv polypeptidkjede av proinsulin, så den lagres i granulene av β-celler i bukspyttkjertelene i Langerhans. Aktivering av proinsulin består i delvis proteolyse av peptidet i henhold til Arg31 og Arg63. Som et resultat dannes insulin og C-peptid i en ekvimolær mengde (cnnecting repertide).
Insulin i blodet er i fri og proteinbundet tilstand. Insulinforringelse forekommer i leveren (opptil 80%), nyre og fettvev. C-peptid gjennomgår også nedbrytning i leveren, men mye langsommere. Den basale konsentrasjonen av insulin, bestemt radioimmunologisk, ligger i friske 15-20 mikron * U / ml. Etter oral glukoseopplasting øker nivået etter 1 time 5-10 ganger i forhold til den første. Hastigheten på insulinsekresjon på tom mage er 0,5-1,0 U / h, etter et måltid øker den til 2,5-5 U / h. Hos friske mennesker er det to faser av insulinutspresjon - en tidlig topp (3-10 minutter etter karbohydratbelastning) en sen topp (20 minutter). Tidlig frigjøring av insulin hemmer en kraftig økning i glukose under absorpsjonen.
Insulinsekresjon stimuleres, i tillegg til hyperglykemi, av glukagon, samt intestinale polypeptidhormoner, inkludert gastrointestinalt insulinotropisk polypeptidhormon (GIP), aminosyrer, frie fettsyrer, irritasjon av vagus.
Den metabolske effekten av insulin er kompleks, den inkluderer direkte effekter på lipid, protein og spesielt i forbindelse med diabetes mellitus - på utveksling av D-glukose. Insulin forbedrer membrantransport av glukose, aminosyrer og K +, aktiverer mange intracellulære enzymer. Samtidig er insulinpolypeptidmolekylet ikke i stand til å trenge inn i cellemembranen, så alle effektene av insulin utføres gjennom spesielle reseptorer på overflaten av cellemembranen. Insulinreseptoren er kompleks, den består av a- og p-underenheter forbundet med disulfidbroer.
Høye konsentrasjoner av insulin i blodet har anabole og lavkatabolske effekter på stoffskiftet.
Insulin kan utvikle motstand, akutt motstand assosiert med infeksjoner eller betennelser. Motstand kan bestemmes av forekomsten av antistoffer mot insulin (IgG) og vævsensitivitet i blodet, som ofte observeres i fedme. Affiniteten (reseptoraffinitet for insulin) og / eller antall reseptorer avhenger av en rekke faktorer; disse er sulfonylurea legemidler, pH, cAMP, fysisk aktivitet, natur og sammensetning av mat, antistoffer og andre hormoner.
2. Glukagon - i utgangspunktet er virkningen dens motsatte av insulin. Glukagon stimulerer leverglykogenolyse og glukoneogenese og fremmer lipolyse og ketogenese.
3. Adrenalin i leveren stimulerer glykogenolyse og glukoneogenese, i skjelettmuskler - glykogenolyse og lipolyse, i fettvev øker lipolysen. Adrenalin overproduksjon observeres i feokromocytom, med forbigående hyperglykemi i blodet.
4. Glukokortikoider øker glukoneogenesen, hemmer glukosetransport, hemmer glykolyse og pentosfosfatcyklusen, reduserer proteinsyntese, forsterker effekten av glukagon, katekolaminer, somatotropisk hormon. Overdreven produksjon av glukokortikoidhydrokortison er preget av Itsenko-Cushing-syndrom, hvor hyperglykemi oppstår på grunn av overdreven dannelse av glukose fra proteiner og andre substrater.
5. Skjoldbruskhormoner øker hastigheten på glukoseutnyttelsen, akselererer absorpsjonen i tarmen, aktiverer insulinase, øker basal metabolsk hastighet, inkludert oksydasjon av glukose. Skjoldbruskstimulerende hormon utøver metabolske effekter gjennom stimulering av skjoldbruskkjertelen.
6. Det somatotrope hormonet har en metabolsk effekt, har en hyperglykemisk effekt og en lipolytisk effekt i fettvev.
7. Adrenokortikotrop hormon direkte og gjennom stimulering av frigivelsen av glukokortikoider forårsaker en uttalt hyperglykemisk effekt.
Hyperglykemi - en økning i blodsukkernivået over 6,0 mmol / l på tom mage. Normal konsentrasjon av fast blodglukose er 3,33 - 5,55 mmol / l. Hyperglykemiske tilstander hos mennesker er vanligere enn hypoglykemi. Følgende typer hyperglykemi utmerker seg:
1. Fysiologisk hyperglykemi. Disse er raskt reversible tilstander. Normalisering av glukosenivået i blodet skjer uten noen eksterne korrigerende tiltak. Disse inkluderer:
1. Alimentær hyperglykemi. På grunn av inntak av mat som inneholder karbohydrater. Hos nasjonalt friske mennesker blir toppen av blodsukker nådd omtrent ved slutten av den første timen etter måltidstart og går tilbake til normens øvre grense innen slutten av den andre timen etter et måltid. Aktivering av insulinsekresjon av β-celler i bukspyttkjerteløyene av Langerhans begynner refleksivt, umiddelbart etter at maten kommer inn i munnhulen og når et maksimum når maten er avansert inn i tolvfingertarmen og tynntarmen. Insulin gir transmembranoverføring av glukose molekyler fra blodet inn i cytoplasma av celler. Dette sikrer tilgjengeligheten av karbohydrater i kroppens matceller og begrenser tap av glukose i urinen.
2. Nevrogen hyperglykemi. Den utvikler seg som respons på psykisk stress og er forårsaket av frigjøring i blodet av et stort antall katekolaminer. Under påvirkning av økt konsentrasjon av katekolaminer i blodet, aktiveres adenylatsyklase. I cytoplasma av hepatocytter og skjelettmuskulatur øker adenylatsyklasen nivået av syklisk AMP. Videre aktiverer cAMP proteinkinasen av fosforylase "b", som omdanner den inaktive fosforylase "b" til den aktive fosforylase "a". I prosessen med glykogenolyse regulerer fosforylase "a" graden av glykogen nedbrytning i leveren og musklene. Derfor fører hyperkoncentrasjonen av katekolaminer i blodet under psyko-emosjonelle og motoriske belastninger og overbelastninger til økt aktivitet av fosforylase "a" og akselererer nedbrytningen av glykogen i leveren og skjelettmuskulaturen.
2. Patologisk hyperglykemi. Deres utvikling kan skyldes:
1) neuroendokrine lidelser, som er basert på brudd på det optimale forholdet mellom nivåene av hormoner av hypo- og hyperglykemisk virkning i blodet. For eksempel, i sykdommer i hypofysen, tumorer av binyrene, med feokromocytom, hypertyreose; med utilstrekkelig produksjon av insulin;
2) organiske lesjoner av sentralnervesystemet, sykdomsforstyrrelser i ulike etiologier;
3) signifikant leverdysfunksjon av en inflammatorisk eller degenerativ natur;
4) konvulsive tilstander når spalting av muskelglykogen forekommer og dannelse av laktat, hvorav glukose syntetiseres i leveren;
5) virkningen av visse typer stoffer (morfin, eter), stimulerer sympatisk nervesystem og derved bidrar til utvikling av hyperglykemi.
Den vanligste hyperglykemi oppstår når insulinmangel - insulin-avhengig hyperglykemi, som ligger til grunn for diabetes mellitus.
Diabetes mellitus er en gruppe metabolske (metabolske) sykdommer preget av hyperglykemi, noe som skyldes mangler i insulinutskillelse og / eller insulinvirkningen eller begge deler. Kronisk hyperglykemi hos diabetes er kombinert med skade, dysfunksjon og mangel på ulike organer, spesielt øyne, nyrer, nerver, hjerte og blodårer.
Patogenesen av diabetes mellitus består av flere lenker: fra autoimmun skade på p-celler i pankreas, etterfulgt av en insulinsvikt til lidelser som utløser insulinresistens. Grunnlaget for metabolske forstyrrelser av karbohydrater, fett og proteiner i diabetes er mangelen på effekten av insulin i målvev. Insulinsekretjonsforstyrrelser og mangler i sin handling sameksisterer ofte i samme pasient, og noen ganger er det ikke klart hvilket brudd er den primære årsaken til hyperglykemi.
Symptomer på alvorlig hyperglykemi inkluderer polyuria, polydipsi, vekttap, noen ganger med polyfagia og redusert synsstyrke. Vekttap og følsomhet for infeksjoner kan også følge kronisk hyperglykemi. Akutte livstruende komplikasjoner av diabetes - hyperglykemi med ketoacidose, samt hyperosmolær syndrom uten ketose.
Kroniske komplikasjoner av diabetes inkluderer retinopati med mulig utvikling av blindhet; nefropati som fører til nyresvikt perifer neuropati med risiko for sårdannelse på nedre lemmer og amputasjon, samt Charcot's ledd; autonom nevropati, forårsaker gastrointestinale, urogenitale, kardiovaskulære symptomer og seksuell dysfunksjon. Blant pasienter med diabetes er hyppigheten av atherosklerotiske vaskulære lesjoner i hjertet, perifere og cerebrale kar, høye. Hypertensjon, lidelser i lipoproteinmetabolisme og paradontose finnes ofte hos pasienter. Den følelsesmessige og sosiale effekten av diabetes og behovet for behandling kan forårsake signifikant psykososial dysfunksjon hos pasienter og deres familier.
To patogenetiske kategorier av diabetes mellitus utmerker seg: den første og den andre. Diabetes mellitus type I (eller type I) av type I skyldes en absolutt mangel på insulinsekresjon. I diabetes kategori II (type II) er det både insulinresistens og en utilstrekkelig kompenserende insulin-sekretorisk respons.
Type I diabetes (β-celle ødeleggelse, som vanligvis fører til absolutt insulinmangel). Innenfor denne kategorien er det to former: immunforsvaret diabetes og idiopatisk diabetes.
Immunmediert diabetes. Denne typen diabetes er også betegnet av betingelsene: insulinavhengig diabetes mellitus (IDDM), type I diabetes, diabetes med ungdomsutbrudd. Det er resultatet av en autoimmun ødeleggelse av pankreas-p-celler.
Markører av β-celle immunforstyrrelse inkluderer islet autoantistoffer (ICAer), insulin autoantistoffer (IAAer), glutaminsyre dekarboksylase autoantistoffer (GAD65) og autoantistoffer mot tyrosinfosfataser LA-2 og LA2b.
Etiopathogenesis. Under påvirkning av virus og kjemiske midler, på bakgrunn av insulitt (betennelse i bukspyttkjertelene), uttrykkes et antigen på overflaten av p-celler. Makrofager gjenkjenner dette antigenet som fremmed, og aktiverer T-celleimmunresponsen. En T-cellerespons rettet mot eksogene antigener kan påvirke cellulære ølantigener og derved forårsake skade på p-cellen. Autoantistoffer virker til overflaten og cytoplasmatiske antigener av β-celler. Autoimmun ødeleggelse fortsetter skjult, fra det øyeblikket disse reaksjonene blir lansert til klinisk manifestasjon (80-90% av β-celler dør) går en viss periode. Klinisk er utbruddet av type I-diabetes det siste stadiet av prosessen med øyeledeskader. Immunmediert diabetes begynner vanligvis i barndom og ungdomsår, men kan utvikles i alle livstider, selv i 80- eller 90-åringer.
Ved tidlig påvisning av skade på disse cellene og med tilstrekkelig behandling kan celleskader stoppes og forebygges.
Den autoimmune ødeleggelsen av β-celler har flere genetiske resessive predisponerende faktorer, men det påvirkes også av miljøfaktorer som er dårlig forstått. Selv om pasienter sjelden har fedme, betyr ikke nærværet uforenlighet med denne diagnosen. Pasienter med type I diabetes er også ofte utsatt for andre autoimmune sykdommer, som Graves sykdom, Hashimoto thyroiditt, Addison's sykdom, vitiligo, etc.
Idiopatisk diabetes. Noen former for type I diabetes har ingen kjent etiologi. En rekke slike pasienter har vedvarende insulinopeni og en tendens til ketoacidose, men de mangler indikatorer på en autoimmun prosess. Selv om bare en minoritet av pasienter med type I diabetes faller inn i denne kategorien, av de som kan klassifiseres som diabetes, er flertallet avrikansk eller asiatisk opprinnelse. Hos pasienter med denne sykdomsformen oppstår ketoacidose sporadisk og presenterer ulike grad av insulinmangel mellom slike episoder. Denne typen diabetes har en klar arv, mangel på data om autoimmun skade på β-celler og er ikke assosiert med HLA. Det absolutte behovet for insulinutskiftningsterapi hos disse pasientene kan oppstå og forsvinne.
Type II diabetes (fra rådende insulinresistens med relativ insulinmangel til den gjeldende insulinsekretjonsfeil med relativ insulinresistens).
Denne typen diabetes er også betegnet av vilkårene: insulinavhengig diabetes mellitus (NIDDM), type II diabetes, diabetes med "voksen" oppstart. med "voksen" begynnelsen. I utgangspunktet, og ofte gjennom hele livet, er insulin ikke avgjørende for disse pasientene.
Hovedårsaken til type II diabetes er ufølsomheten av insulinavhengig vev (lever, muskel, fettvev) til insulin. Normalt binder insulin til bestemte reseptorer på cellemembranen og derved utløser opptak av glukose av cellen og intracellulær metabolisme av glukose. Motstand kan oppstå ved reseptor- og post-reseptor nivåer. I dette tilfellet fremstilles insulin først i en normal eller overskytende mengde.
De fleste pasienter med denne formelen er overvektige, noe som i seg selv gir en viss grad av insulinresistens. Hos pasienter som ikke har fedme i henhold til tradisjonelle massekriterier, kan det være en økt andel kroppsfett, fordelt hovedsakelig i bukregionen. I denne typen diabetes utvikler ketoacidose sjelden spontant, og når det observeres, er det vanligvis forbundet med stress som følge av en annen sykdom, som for eksempel infeksjon. Denne form for diabetes forblir ofte udiagnostisert i mange år, siden hyperglykemi utvikler seg gradvis, og de tidlige stadiene er noen ganger ikke tilstrekkelig uttalt for pasienten å legge merke til noen av de klassiske symptomene på diabetes. Slike pasienter er i en tilstand med økt risiko for makro- og mikrovaskulære komplikasjoner. Selv om pasienter med denne form for diabetes kan ha insulinnivåer som virker normale eller forhøyede, kan man forvente at de ville bli enda høyere som svar på høy glykemi hvis β-celler fungerte normalt. Insulinsekresjon hos disse pasientene er således ufullstendig og utilstrekkelig til å kompensere for insulinresistens. Insulinresistens kan reduseres som følge av vekttap og / eller farmakoterapi av hyperglykemi, men det gjenoppretter sjelden til normalt. Risikoen for å utvikle denne type diabetes øker med alder, fedme og mangel på fysisk aktivitet. Det forekommer hyppigere hos kvinner med tidligere diabetes hos gravide kvinner og hos pasienter med hypertensjon og dyslipidemi, og frekvensen varierer i ulike rasemessige og etniske undergrupper. Noen karakteristika ved diabetes mellitus type I og II er presentert i tabellen.
Hovedtegnene til diabetes mellitus type I og II