Glükogeeni metabolismi omadused maksas ja lihastes

Glükoosi kaasamine ainevahetusse algab fosfoestri - glükoos-6-fosfaadi moodustumisest. Lihasrakkudes ja teistes organites katalüüsib reaktsiooni ensüüm heksokinaas, selle Km on väiksem kui 0,1 mmol / L. Maksarakkudes katalüüsib sama reaktsiooni glükokinaas, mille Km väärtus on umbes 10 mmol / L. See tähendab, et glükokinaasi küllastumine toimub ainult kõrge glükoosikontsentratsiooni korral. Ensüümide omaduste erinevused selgitavad, miks seedimise ajal säilib glükoos peamiselt maksas. Sellel perioodil on kõrge glükoosikontsentratsiooniga glükokinaas kõige aktiivsem. Vastupidi, kõrge afiinsusega glükoosiga heksokinaas suudab selle üldisest vereringest kinni viia, kus glükoosisisaldus on madalam.

Glükogeeni vahetus maksas ja lihastes

Maksa ja lihaste glükogenolüüsi füsioloogiline tähtsus on erinev. Lihasglükogeen on raku enda jaoks glükoosiallikas. Maksa glükogeeni kasutatakse peamiselt vere glükoosisisalduse füsioloogilise kontsentratsiooni säilitamiseks. Erinevused tulenevad asjaolust, et maksarakkudes on ensüüm glükoos-6-fosfataas, mis katalüüsib fosfaatrühma eemaldamist ja vaba glükoosi moodustumist, mille järel glükoos siseneb vereringesse. Lihasrakkudel pole seda ensüümi ja glükogeen laguneb ainult kuni moodustub glükoos-6-fosfaat, mida seejärel rakus kasutatakse..

Lisamise kuupäev: 2015-07-13; Vaated: 541; autoriõiguse rikkumine?

Teie arvamus on meile oluline! Kas avaldatud materjalist oli abi? Jah | Ei

Glükogeeni biosüntees (glükogenogenees)

Glükogeen - peamine süsivesikute ladestumise vorm loomadel - sünteesitakse peamiselt maksas, moodustades 6% maksa massist, ja lihastes, kus selle sisaldus ületab harva 1%.

Maksa glükogeenil on oluline roll veresuhkru füsioloogilise kontsentratsiooni hoidmisel, eriti söögikordade vahel. Lihase glükogeeni funktsioon on see, et see on lihases kergesti ligipääsetav glükoosiallikas. Glükogeen paikneb rakkude tsütosoolis graanulite kujul, mis lisaks glükogeenile sisaldavad selle metabolismis osalevaid ensüüme.

Tuleb märkida, et glükogeeni lagunemist ja sünteesi katalüüsivad erinevad ensüümid ja toimuvad seetõttu erinevatel metaboolsetel radadel..

Glükogeeni süntees algab 1–2 tundi pärast sööki, mis sisaldab süsivesikuid. Glükogeeni sünteesi protsess nõuab ATP energiakulu.

  • 1. Selles reaktsioonis kulutatakse ATP molekul vaba glükoosi fosforüülimisele, mille tulemuseks on glükoos-6-fosfaat. See on sama reaktsioon, mis on esimene glükolüüsi protsessis (ptk 18). Glükoosi fosforüülimist katalüüsib lihastes heksokinaas, maksas glükokinaas.
  • 2. Järgnev on glükoos-6-fosfaadi isomeerimise reaktsioon glükoos-1-fosfaadiks, mida katalüüsib ensüüm fosfoglükomutaas:

3. Saadud fosforüülitud glükoos osaleb juba otseselt glükogeeni sünteesis. Kuid see interakteerub varem UTP-ga ja ensüümi glükoos-1-fosfaturidiini transferaasi (UDFG-pürofosforülaasi teine ​​nimi) toimel moodustub uridiindifosfaatglükoos (UDF-glükoos):

UDP-glükoosi struktuurvalem:

Joon. 20,5. Glükogeeni süntees

Saadud UDP-glükoos on aktiveeritud glükoosijääkide kandja ja doonor järgnevas glükogeeni sünteesi ensümaatilises reaktsioonis. Nukleosiiddifosfaatide selle funktsiooni asutas Argentina biokeemik L. Leloir, kellele anti nende tööde eest Nobeli preemia..

4. Reaktsioon, mis põhjustab glükogeeni moodustumist, toimub siis, kui glükoosijääk, mis on osa UDF-glükoosist, kantakse üle glükosiidi “seemne” glükogeeni ahelasse.

Sel juhul moodustub glükogeeni ahelas esimese süsinikuaatomi, lisatud glükoosijäägi ja glükoosijäägi 4-hüdroksüülrühma vahel a (1—> 4) glükosiidside. Seda reaktsiooni katalüüsib ensüümi glükogeeni süntaas (joonis 20.5).

Niisiis toimub selle reaktsiooni tagajärjel ainult ahela pikenemine, see tähendab, et see nõuab polüglükoosi “seemne” olemasolu: glükogeeni ennast, amüloosi, amülopektiini või mõnda oligosahhariidi, mille ahela pikkus on vähemalt neli glükoosijääki, ja see viib lineaarse polümeeri moodustumiseni. -1— * 4-glükaan.

Taimedes on tärklise sünteesimisel glükoosigruppide doonoriks ADP-E-glükoos, mitte UDP derivaadid (ptk 16).

Glükogeeniahelate hargnemine a-1—? 6-sidemeid (üks iga 8-12 jäägi kohta, mis on ühendatud a-1—? 4-sidemetega) katalüüsib teine ​​ensüüm, a-glükaani hargnev glükosüültransferaas (tuntud ka kui „glogeeni hargnev ensüüm“). See ensüüm lõhestab 1,4-glükaani ahela väikesed fragmendid (kuus või seitse monomeeri ühikut) ja kannab need samasse (või muusse sarnasesse) ahelasse, kuid positsiooni 6, mille tulemuseks on 1,6-sideme moodustamine vastavalt skeemile:

Glükogenogeneesi reguleerimine. Sisse ch. Joonisel 18 on näidatud glükogeeni lagunemise (glükogenolüüsi) reguleerimine glükogeeni fosforülaasi ensüümi pöörduva kovalentse keemilise modifitseerimise abil (fosforüülimine - defosforüülimine). Glükogeeni süntaas eksisteerib ka kahel kujul - fosforüleeritud ja defosforüleeritud, kuid glükogeeni fosforülaasi suhtes on see vastastikku reguleeritud, st täpselt vastupidisel viisil. Keerulise reaktsioonide kaskaadi tulemusel põhjustab aktiivse glükogeeni süntaasi a fosforüülimine selle ülemineku fosforüleeritud mitteaktiivsele vormile:

Valgukinaas ja valgufosfataas on samad ensüümid, mis osalesid glükogeenfosforülaasi a- ja 6-vormi vastastikuses muundamises.

Seega pärsivad hormoonid nagu adrenaliin ja glükagoon, mille toimet vahendab cAMP, samaaegselt glükogeeni sünteesi ja aktiveerivad glükogenolüüsi, põhjustades nende hormonaalse toime tõttu suhkru suurenemist maksas ja vererakkudes (joonis 20.6)..

Tuleks kätte maksta, et glükagooni retseptorid lihaskoes puuduvad ja selle hormooni regulatiivne toime glükogeeni metabolismile avaldub ainult maksas.

Samuti on teada glükogeeni süntaasi L aktiivsuse allosteeriline reguleerimine. Fosforüleeritult on see ensüüm vähe või täielikult inaktiivne, kuid allosteerilise mehhanismi abil suurendab glükoos-6-fosfaat (kõrgel kontsentratsioonil) glükogeeni süntaasi aktiivsust märkimisväärselt. Seda glükogeeni süntaasi vormi nimetatakse D-vormiks või sõltuvaks vormiks glükoos-6-fosfaadi olemasolust. ja defosforüleeritud vorm on aktiivne ning glükoos-6-fosfaadi puudumisel on see 1-vorm või sõltumatu selle modulaatori olemasolust.

Joon. 20,6. Glükogeeni sünteesi ja lagunemise hormonaalne reguleerimine:

(T) - (b) - glükagooni ja adrenaliini järelmõjude kaskaad (kindel joon); insuliini stimuleeriv toime glükogeeni sünteesile (katkendjoon)

Insuliinil on aktiveeriv toime ka lihaste glükogeeni sünteesile, aidates kaasa glükogeeni süntaasi defosforüülimisele, aktiveerides valgu fosfataasi, mis katalüüsib selle ensüümi defosforüülimist.

Glükogeeni metabolismi põhitõed

Toimetaja: Veronica Rees

Allikas: NCBI

Intensiivse treeningu ja pikaajalise treeningu ajal laguneb lihaste glükogeen, vabastades glükoosimolekulid. Seejärel oksüdeeritakse need lihasrakud anaeroobsete ja aeroobsete protsesside tagajärjel adenosiintrifosfaadi (ATP) molekulideks, mis on vajalikud lihaste kontraktsiooniks. Lihase glükogeeni lagunemise kiirus sõltub peamiselt füüsilise tegevuse intensiivsusest.

Istuva eluviisiga täiskasvanud meeste ja naiste soovitatav süsivesikute päevane tarbimine on umbes 130 g. See väärtus sõltub treeningute kestusest ja intensiivsusest. Näiteks vähese füüsilise aktiivsusega päevadel vajab lihaskude lihaste ja glükogeeni taastamiseks oluliselt vähem süsivesikuid kui raskematel treeningpäevadel. Sel põhjusel erinevad praegused sportlaste süsivesikute tarbimise soovitused sõltuvalt päevasest koormusest. Kuid sportlased ei tarbi sageli piisavalt süsivesikuid..

Glükogeeni hoitakse rakkude tsütosoolis, hõivates 2% südamerakkude mahust, 1-2% skeletilihaste rakkude mahust ja 5-6% maksarakkude mahust. Nii lühiajaline paast kui pikaajaline istumisasend ei mõjuta lihaste glükogeeni varusid, ehkki südamelihase glükogeen võib tühja kõhuga suureneda, kuna aminohapped ja glütseriin muundatakse glükoosiks ja säilitatakse glükogeenina, et tagada südamele piisavad energiavarud.

Keha ettevalmistamiseks järgnevateks treeninguteks ja võistlusteks on oluline lihastes ja maksas glükogeeni varude täiendamine. See artikkel võtab kokku soovitused toitumise, treenimise ja taastumise kohta sportlastel ja regulaarse füüsilise tegevusega inimestel. Intensiivse treeningu ajal on vere glükoos ja lihasglükogeen peamised „kütus“, mis oksüdeeritakse ATP saamiseks.

Lisaks inimese lihas- ja maksarakkudele akumuleerub glükogeen väikestes kogustes ka ajurakkudes, südamerakkudes, silelihasrakkudes, neerudes, punastes verelibledes ja valgetes verelibledes ning isegi rasvarakkudes. Normaaltingimustes on glükoos ainus kütus, mida aju kasutab ATP tootmiseks; puhkeolekus metaboliseerub aju umbes 60% vere glükoosist.

Kuna aju vajab glükoosi, on puhkamise ja treenimise ajal äärmiselt oluline säilitada euglükeemia (normaalne glükoosisisaldus veres). Ajus piisava glükoosivarustuse tagamiseks sekreteerib maks glükoosi vereringesse..

Lihase glükogeeni kasutamine treeningu ajal vähendab glükoosi imendumist verest, aidates sel viisil säilitada veresuhkru taset süsivesikute tarbimise puudumisel. Piisav süsivesikute tarbimine treeningu ajal aitab säilitada glükogeeni varusid maksas ja on teada, et see säästab glükogeeni II tüübi lihasrakkudes (kiiresti kahaneb).

1920. aastatel ilmnes, et süsivesikud on olulised lihastreeningute jaoks, et glükoosisisalduse kontsentratsioon veres on seotud väsimusega ning et enne võistlust suurenenud süsivesikute tarbimine, samuti selle ajal kommide söömine hoidis ära nõrkust ja väsimust. Hoolimata neist tähelepanekutest ja glükogeeni märksa varasemast avastusest 1858. aastal, kinnitati dieedi süsivesikute sisalduse, lihasglükogeeni ja treenimise vahelist seost alles 1960. aastatel..

Glükogeeni sisaldus kogu kehas on umbes 600 g ja see arv varieerub sõltuvalt kehakaalust, dieedist, füüsilisest vormist ja treeningust. Intensiivse ja pikaajalise treeningu ajal võib lihasrakkude glükogeeni sisaldus olla oluliselt madalam, kuid see ei lange alla 10% esialgsetest andmetest.

Glükogeeni roll

Lihaseline glükogeen ei ole mitte ainult energiaallikas, vaid ka signaaliradade regulaator, mis on seotud treenimisega kohanemisega ja mõjutab rakusisest osmolaalsust. Lihase glükogeenivarude mõõtmine on lihaste biopsia tehnika tõttu võimalik.

Glükogeeni varusid mõjutavad tegurid

Glükogeeni varud maksas ja lihastes vähenevad koos kehalise aktiivsusega: mida pikem ja intensiivsem on tegevus, seda suurem on glükogeeni varude kiirus ja üldine vähenemine. Süsivesikuterikas dieet viib lihaste glükogeenivarude järk-järgulisele ülekompenseerimisele.

Joonis 1. Glükogeeni metabolism puhkeolekus ja treeningu ajal

Lihase glükogeeni varude vähenemine, mis toimub treeningu ajal, on edasise glükogeneesi peamine mootor. Pärast treenimist toimub lihaste glükogeeni taastumine kahes etapis..

Esimeses etapis on glükogeeni süntees kiire - 12–30 mmol / g massi / h, insuliini pole vaja ja see kestab 30–40 minutit, kui glükogeeni sisaldus on märkimisväärne. Teine faas sõltub insuliinist ja kulgeb aeglasemalt euglükeemia korral - 2–3 mmol / g massi kohta tunnis, mille kiirust saab suurendada süsivesikute täiendava tarbimisega.

Paljude harjutuste ajal on insuliini vabanemine tuhm ja neerupealised erituvad adrenaliiniga. Glükogeeni lagunemise kiirus (glükogenolüüs) sõltub treeningu intensiivsusest.

Glükogeeni kontsentratsiooni mõõtmine

Treenitud ja hästi toidetud sportlastel on lihasglükogeeni kontsentratsioon pärast vähemalt 8–12 tundi puhast umbes 150 mmol / kg kehakaalu kohta. Hästi treenitud, puhanud sportlastel võib see mitme päeva jooksul kõrge süsivesikute sisaldusega dieedil jõuda 200 mmol / kg kehakaalu tasemeni ning pärast pikaajalist intensiivset treenimist võib lihastes sisalduv glükogeen langeda tasemeni 1,0 g / kg kehakaalu kohta tunnis) valkude lisamine ei paranda glükogeneesi.

Vanus ja sugu

Tundub, et mehed ja naised taastavad lihaste glükogeeni pärast treeningut sama kiiresti, kui nad tarbivad piisavalt süsivesikuid. Vanematel inimestel suurendab regulaarne treenimine GLUT-4 ja glükogeeni sisaldust skeletilihastes, kuid puhkeolekus sisalduv glükogeen ei suurene noortel täheldatud tasemeni. Doering ja tema kolleegid teatasid, et üle 55-aastastel sportlastel on lihaste taastumiskiirus aeglasem..

Toitumine

Toitainerikaste ja kõrge süsivesikute sisaldusega toitude hulka kuulub teravili - teravili, riis, pasta, leib jne - enamik puuvilju, mõned köögiviljad, eriti tärklised, näiteks kartul, oad ja herned, aga ka piimatooted. Puuviljad ja piimatooted sisaldavad lihtsaid suhkruid ning on ka rikas oluliste toitainete osas. Puuviljad on heaks kiudainete, vitamiinide, mineraalide ja vee allikaks ning piimatooted on heaks kaltsiumi, D-vitamiini ja kaaliumi allikaks..

Järeldus

Kõigi süsivesikute sisaldusega dieet jääb iga päev trenni tegevatele sportlastele teaduslikult põhjendatuks soovituseks. Glükogeeni superkompensatsioon on lõdvestumise, treeningute arvu või intensiivsuse ja süsivesikute tarbimise vähenemise tulemus.

Pärast rasket treenimist on toitainerikkad, süsivesikuterikkad toidud nagu kartul, pasta, terad, köögiviljad ja puuviljad olulised süsivesikute allikad, mida saab lihastes ja maksas kiiresti seedida ning glükogeeni taastamiseks kasutada. Suur glükeemiline süsivesikute tarbimine vahetult pärast treeningut võib glükogeeni sünteesi maksimeerida ja säilitada.

Regulaarselt sportivatele inimestele tuleb iga päev taastada lihastes ja maksas glükogeenivarud. Kui lihaste glükogeenivarud jõuavad kriitiliselt madalale tasemele, lõpeb jõud kiiresti.

Lisaks: selle kohta, millist erinevust lahja kehamassi ja lihasmassi vahel leiate sellest artiklist.

Loengud süsivesikute biokeemia kohta (lehekülg 1/11)

GOU VPO UGMA Roszdrav

Pea kohvik prof., MD.

Teema: süsivesikute seedimine ja imendumine. Glükogeeni metabolism

Teaduskonnad: meditsiiniline-profülaktiline, meditsiiniline-profülaktiline, pediaatriline.

Süsivesikud on mitmehüdroksüülsed alkoholid, mis sisaldavad oksorühma.

Monomeeride arvu järgi jagunevad kõik süsivesikud: mono-, di-, oligo- ja polüsahhariidideks.

Monosahhariidid jagatakse oksorühma positsiooni järgi aldoosideks ja ketoosideks.

Süsinikuaatomite arvu järgi jagunevad monosahhariidid trioosideks, tetroosideks, pentoosideks, heksoosideks jne..

Monosahhariidid - süsivesikud, mis ei hüdrolüüsu lihtsamateks süsivesikuteks.

· Energiafunktsiooni täitmine (ATP moodustamine).

· Teostada plastilist funktsiooni (osaleda di-, oligo-, polüsahhariidide, aminohapete, lipiidide, nukleotiidide moodustamisel).

· Viia läbi võõrutusfunktsioon (glükoosi derivaadid, glükuroniidid, osaleda toksiliste metaboliitide ja ksenobiootikumide neutraliseerimises).

· Kas glükolipiidide fragmendid (tserebrosiidid).

Disahhariidid - süsivesikud, mis hüdrolüüsitakse 2 monosahhariidiks. Inimestel moodustub ainult 1 disahhariid - laktoos. Laktoosi sünteesitakse piimanäärmetes imetamise ajal ja seda leidub piimas. See:

· On vastsündinute glükoosi- ja galaktoosiallikas;

· Osaleb vastsündinutel normaalse mikrofloora kujunemises.

Oligosahhariidid - süsivesikud, mis hüdrolüüsitakse 3–10 monosahhariidiks.

Oligosahhariidid on glükoproteiinide (ensüümid, transportvalgud, retseptorvalgud, hormoonid), glükolipiidide (globosiidid, gangliosiidid) fragmendid. Need moodustavad rakupinnal glükokalüksi..

Polüsahhariidid - süsivesikud, mis hüdrolüüsitakse 10 või enamaks monosahhariidiks. Homopolüsahhariidid täidavad säilitusfunktsiooni (glükogeen - glükoosi säilitamise vorm). Heteropolüsahhariidid (GAG) on rakkudevahelise aine (kondroitiinsulfaadid, hüaluroonhape) struktuurikomponent, osalevad rakkude vohamises ja diferentseerumises ning takistavad vere hüübimist (hepariin)..

Toidu süsivesikud, normid ja igapäevase toidunõude mõistmise põhimõtted. Bioloogiline roll: Inimese toidus sisaldavad polüsahhariidid peamiselt tärklist, taimset tselluloosi ja väiksemas koguses loomset glükogeeni. Sahharoosi allikaks on taimed, eriti suhkrupeet, suhkruroog. Laktoosi tarnitakse imetajapiimaga (kuni 5% laktoosi lehmapiimas, kuni 8% inimese piimas). Puuviljad, mesi, mahlad sisaldavad vähesel määral glükoosi ja fruktoosi. Maltoos on linnases, õlu.

Toidu süsivesikud on inimkeha jaoks peamiselt monosahhariidide, peamiselt glükoosi allikas. Mõned polüsahhariidid: tselluloos, pektiin, dekstraanid ei lagune inimestel praktiliselt, seedetraktis toimivad nad sorbendina (eemaldavad kolesterooli, sapphapped, toksiinid jne), on vajalikud soolemotoorika ja normaalse mikrofloora moodustumise stimuleerimiseks..

Süsivesikud on toidu oluline komponent, need moodustavad 75% dieedi massist ja annavad üle 50% vajalikest kaloritest. Täiskasvanul on süsivesikute päevane vajadus 400 g päevas, tselluloosi ja pektiini korral kuni 10–15 g päevas. Soovitatav on süüa keerukamaid polüsahhariide ja vähem monosuhkruid.

Seedimine on ainete hüdrolüüs nende samaväärseteks vormideks. Seedimine toimub: 1). Rakusisene (lüsosoomides); 2). Rakuväline (seedetraktis): a). kõhuõõne (kauge); b) parietaalne (kontakt).

Süsivesikute seedimine suuõõnes (süvend)

Suuõõnes purustatakse toit närimise teel ja niisutatakse süljega. Sülg on 99% vett ja selle pH on tavaliselt 6,8. Süljes on α-amülaasi endoglükosidaas (α-1,4-glükosidaas), mis lagundab tärklise sisemisi α-1,4-glükosiidsidemeid, moodustades suured fragmendid - dekstriinid ning väikese koguse maltoosi ja isomaltoosi. Vajalik on ioon -.

Süsivesikute seedimine maos (süvend)

Sülje amülaasi toime lakkab happelises keskkonnas (pH +. Läbi kandjavalgu liigub Na + piki selle kontsentratsioonigradienti ja kannab koos sellega süsivesikuid nende kontsentratsioonigradiendi suhtes. Na + / K + -ATPaas loob Na + kontsentratsioonigradiendi.

Süsivesikute seedimise ja imendumise rikkumine

Lagundatud toidu ebapiisavat seedimist ja imendumist nimetatakse malabsorptsiooniks. Süsivesikute imendumise keskmes võivad olla kaks tüüpi põhjused:

1). Seedes osalevate ensüümide pärilikud ja omandatud defektid. Laktaasi, a-amülaasi, sahharoosi-isomaltaasi kompleksi teadaolevad pärilikud defektid. Ilma ravita kaasnevad nende patoloogiatega krooniline düsbioos ja lapse füüsiline areng häiritud.

Ostetud seedehäireid võib täheldada soolehaiguste korral, näiteks gastriit, koliit, enteriit, pärast seedetrakti operatsiooni.

Laktaasi puudust täiskasvanutel võib seostada laktaasi geeniekspressiooni vähenemisega, mis väljendub piima talumatuses - seal on oksendamine, kõhulahtisus, krambid ja kõhuvalu, kõhupuhitus. Selle patoloogia sagedus on 7–12% Euroopas, Hiinas 80% ja Aafrikas kuni 97%.

2). Monosahhariidide soolestiku imendumishäired.

Imendumishäired võivad olla põhjustatud mis tahes komponendi defektist, mis osaleb monosahhariidide transpordisüsteemis läbi membraani. Kirjeldatakse patoloogiaid, mis on seotud naatriumisõltuva glükoositransporteri valgu defektiga..

Malabsorptsiooni sündroomiga kaasneb osmootne kõhulahtisus, suurenenud peristaltika, krambid, valu ja puhitus. Kõhulahtisust põhjustavad distahhariidid või imendumata monosahhariidid distaalses sooles, samuti orgaanilised happed, mis mikroorganismid moodustavad süsivesikute mittetäieliku lagunemise ajal.

Glükogeneesi rakendamine on tervisliku metabolismi alus

Inimese kehas toimuvad pidevalt mitmesugused protsessid ja keemilised reaktsioonid. Elu säilitamiseks on vaja energiat. Glükogenees on protsess, mille käigus iga rakk, kude ja organ varustatakse vajaliku energiaga. Milline on protsessi eripära, kuidas see kulgeb ja milleni rikkumised viivad - veel.

Mis on glükogenees

Glükogenees on kehas biokeemiliste muutuste kompleks, mis toimub tarbitud toidu assimilatsiooni ajal. Esimese kahe tunni jooksul pärast söömist imenduvad sissetulevad toitained ja läbivad mitmeid muutusi. Imendunud ainete muundamise ühes etapis viiakse läbi ka glükogenees..

Selle tuumas on glükogeeni süntees väikese energiapotentsiaali akumulatsiooniprotsess, mis mobiliseerub rakkudes koormuse järsu suurenemise korral. Esiteks kulub lihasrakkudesse salvestatud energia, mis toetab selle koe toimimist. Pärast seda algab maksast saadav reserv, mis jaotab energiat mitte ainult lihastele, vaid kogu kehas.

Glükogeneesi biokeemia

Keha võtab regulaarselt toitu. Seedetraktist imendunud toodete seedimise käigus imenduvad süsivesikud verre. Teine etapp on süsivesikute lagundamine heksokinaasi katalüsaatori toimel glükoos-6-fosfaadiks. Juba selle saadud aine molekulid osalevad glükogeeni sünteesi esimeses etapis.

Mõnel juhul on "komplekssete" süsivesikute tarbimisel biokeemiliste reaktsioonide ahel glükoos-6-fosfaadi tootmiseks pikem. Sel juhul, kui glükoos siseneb verre, seostuvad selle molekulid punaste verelibledega. Pärast seda muundatakse glükolüütiliste reaktsioonide abil glükoos laktaadiks. Seejärel muundatakse maksas laktaat glükoos-6-fosfaadiks, mis on glükogeneesi lähteaine.

Pärast glükoos-6-fosfaadi saamist muundatakse see ensüümi fosfoglükomasetaasi mõjul glükoos-1-fosfaadiks. Saadud aine lõhustatakse UPD-glükoosiks ja see omakorda kannab glükogeenimolekulide moodustamiseks glükoosijääke.

Mis on glükogeen ja miks seda vaja on?

Glükogeen (C6H10O6) n on polüsahhariid, mida keha saab glükoosist spetsiaalsete ensüümide ja hormoonide mõjul. Oma loomse päritoluga polüsahhariid sarnaneb oma struktuuris taimse tärklise molekulidega, kuid erineb keemilises koostises. Glükogeen akumuleerub rakkudes otse kristalsel kujul, otse tsütoplasmas. Selle polüsahhariidi peamised varud inimkehas asuvad sellistes rakkudes:

Glükogeeni süntees toimub peamiselt maksarakkudes. See polüsahhariid on sinna kogunenud ja toimib energiavarude allikana. Keskmiselt mahutab maks glükogeeni kuni 5-6% elundi kogumahust. Täiskasvanutel on see umbes 100 grammi ja lastel - kuni 50-60 grammi.

Maksa glükogeeni tarbitakse pärast selle polüsahhariidi varude lihaskoes ammendumist. Polüsahhariidi maht lihastes ei ületa 1%, samal ajal kui seda tarbitakse kohapeal, otse kogunemise kohas. Lihase glükogeeni kasutatakse lihaste kokkutõmbamiseks energia saamiseks..

Roll spordis

Eriti oluline on glükogeeni sünteesi protsess inimestele, kes juhivad aktiivset eluviisi ja tegelevad spordiga. Möödunud sajandi 50ndatel hakkasid teadlased uurima kristallilise polüsahhariidi mõju sportlikule võimekusele. See viis asjaolu, et täna on sportlaste valmisoleku tase, saavutused ja rekordite arv mitu korda kõrgem kui varem. Glükogeeni hea pakkumine annab järgmised efektid:

  • suurendab vastupidavust treenimisel;
  • parandab sportlikke tulemusi;
  • vähendab väsimust;
  • kiirendab lihaskoe taastumist pärast stressi.

See tähendab, et sportlased, kes soovivad treeningutel ja võistlustel saavutada kõrgeid tulemusi, peaksid erilist tähelepanu pöörama süsivesikutele mõeldud toitudele. Kehas esineva glükoosipuuduse tagajärjel ei suuda sportlane suurt koormust taluda. Pikemas perspektiivis võib see põhjustada tootlikkuse vähenemist, suurenenud väsimust ja mõjutada tervist üldiselt negatiivselt.

Sportlased, kes on sunnitud pikka aega ilma katkestusteta treenima, lisavad oma toidulauale lisaks süsivesikute sisaldusele ka sobivad toidulisandid..

Spordivõimendid on pulbrid, mis sisaldavad 80–90% süsivesikuterikkaid tooteid. Need imenduvad kiiresti, võetakse vahetult enne treenimist, et anda kehale piisavalt glükogeneesi jaoks vajalikku glükoosi.

Roll kehakaalu langetamisel

Glükogenees mängib olulist rolli kehakaalu kaotamisel, kuna selle protsessi tunnuste teadmatus võib põhjustada kehva tulemusi võitluses liigse kehakaalu vastu. Fakt on see, et glükogenees on protsess, mis ei suuda keha täielikult varustada vajaliku energiaga. Triglütseriidid, st rasvkude, kujutavad endast võimsamat energiavaru..

Kuid energiakulu järjestus on järgmine - algselt tarbivad rakud glükogeeni ja alles siis, kui see lõpeb, hakkab keha rasvu lagundama. Siit saate teada, kuidas kasutada glükogeneesi teadmisi.

Kuidas stimuleerida glükogeneesi

Selleks, et mitte kannatada energiapuuduse ja füüsilise vastupidavuse puudumise käes, on oluline säilitada vajalike polüsahhariidide süntees. Tavaliselt toimub terve inimese glükogenees iseseisvalt, isegi juhul, kui kehasse satub ebapiisavalt süsivesikuid. Kuid inimestele, kelle tegevusi seostatakse suurenenud füüsilise aktiivsusega, peate teadma, kuidas stimuleerida energia salvestamise protsessi. Siin on põhireeglid:

  1. On vaja säilitada kehas vedelike tervislik tasakaal. Lihtsamalt öeldes peate jooma rohkem vett. Ilma vedelikuta kulgevad kõik biokeemilised reaktsioonid kehas mitu korda aeglasemalt.
  2. On oluline rikastada oma dieeti toitudega, mis sisaldavad lihtsaid ja keerulisi süsivesikuid..
  3. Järgida tuleks tervislikku toitumist. Kulutatud energiavarude õigeaegseks täiendamiseks on vaja säilitada söögikordade vahe mitte rohkem kui 4 tundi.
  4. Tervisliku maksa säilitamine, halbadest harjumustest loobumine ja hepatoloogi korralised perioodilised uuringud on äärmiselt olulised. Kuna polüsahhariidide moodustumine toimub osaliselt maksarakkudes, põhjustavad selle organi probleemid biokeemiliste reaktsioonide kiiruse aeglustumist.
  5. Sama oluline on regulaarsus treenimisel. Keha kohaneb energiavajadusega ning järkjärgulise ja regulaarse koormuse suurenemisega hakkab ta rohkem energiat kogunema.
  6. Oluline on mitte kasutada kontrollimatult erinevaid spordiravimeid, kuna need mõjutavad biokeemilisi reaktsioone ja võivad põhjustada tõsiseid muutusi kehas.
  7. Me ei tohi unustada head puhkust ja stabiilset unerežiimi, eriti kui peate regulaarselt tegema tugevat füüsilist koormust.

Süsivesikute metabolism

On haruldasi haigusi, mis põhjustavad glükogeneesi protsessis tõsiste häirete ilmnemist. Teadlased ja klassifitseerijad on seda tüüpi metaboolsed häired tuvastanud eraldi rühmas. Glükogenoos on maksas esinevate raskete glükogeeni sünteesi raskete häirete keeruline nimi. Kõik need on seotud pärilike teguritega ja on kaasasündinud patoloogiate tagajärg. Kaasaegse klassifikatsiooni järgi eristatakse järgmisi haigusi:

  1. Girke tõbi - esimese astme glükogenoos - areneb keharakkude suutmatuse tõttu sünteesida sünteesi reaktsioonide algprodukti - glükoos-6-fosfaati.
  2. Teine tüüp on Pompe tõbi. Seda häiret seostatakse maltaasi puudusega, seda on raske diagnoosida ja see nõuab kallist ravi. Ilma õigeaegse diagnoosimise ja ravita põhjustab Pompe tõbi suurt surmajuhtumit..
  3. Kolmas tüüp on Forbesi tõbi, mida iseloomustab ensüümi puudus. Õige terapeutilise taktika korral taastub selle häirega laps pärast puberteedi lõppu.
  4. Neljas tüüp on Anderseni tõbi, mis viib geneetiliselt põhjustatud maksatsirroosini. Põhjus on amüültransglükosülaasi ensüümi puudus.
  5. Viies tüüp on McArdle'i tõbi. Seda patoloogiat seostatakse glükogeeni liigse akumuleerumisega lihaskoe rakkudes, mille tõttu arenevad tüsistused. Haigus on ravitav, kuid edukas tulemus sõltub sellest, kui varakult haigus diagnoositi..
  6. Kuues tüüp on Herce'i tõbi. See areneb ensüümi fosforülaasi ebapiisava tootmise tagajärjel. See põhjustab energia polüsahhariidide liigset kogunemist maksas, mille tõttu rikutakse selle organi põhifunktsioone.
  7. Seitsmes tüüp on Tarui tõbi, mis areneb ensüümide puuduse tagajärjel lihaskoes. Diagnoosimisel kasutatakse biopsia tehnikat. Efektiivset ravi ei eksisteeri - patsientidele näidatakse ketogeenset dieeti ja kehalise aktiivsuse piiramist.
  8. Kaheksas tüüp on Hagi tõbi. Patoloogia areneb ensüümi fosforülaasi kinaasi puudumise tõttu ja seda iseloomustab raske hepatomegaalia areng. Hea tervise säilitamiseks näidatakse patsientidele süsivesikutevaba dieeti..

Igat tüüpi häirete jaoks kasutatakse erinevaid diagnostilisi meetmeid. Diagnoosimine toimub mitte ainult sümptomite olemasolul otse vastsündinul. Näidatakse nende laste põhjalikku uurimist, kelle peres on selliste häirete tekkimist juba täheldatud.

Nagu näete, on glükogenees oluline lüli ainevahetusahelas, ilma milleta pole kõigi organite ja süsteemide täielik toimimine võimatu. Tervislikele inimestele on nende reaktsioonide stimuleerimiseks mitmeid viise. Kui rikkumised on põhjustatud geneetilistest teguritest, on oluline probleem õigeaegselt diagnoosida ja selle kõrvaldamiseks rangelt järgida arsti soovitusi.

Loengud süsivesikute biokeemiast

GOU VPO UGMA Roszdrav

Pea kohvik prof., MD.

Teema: süsivesikute seedimine ja imendumine. Glükogeeni metabolism

Teaduskonnad: meditsiiniline-profülaktiline, meditsiiniline-profülaktiline, pediaatriline.

Süsivesikud on mitmehüdroksüülsed alkoholid, mis sisaldavad oksorühma.

Monomeeride arvu järgi jagunevad kõik süsivesikud: mono-, di-, oligo- ja polüsahhariidideks.

Monosahhariidid jagatakse oksorühma positsiooni järgi aldoosideks ja ketoosideks.

Süsinikuaatomite arvu järgi jagunevad monosahhariidid trioosideks, tetroosideks, pentoosideks, heksoosideks jne..

Monosahhariidid - süsivesikud, mis ei hüdrolüüsu lihtsamateks süsivesikuteks.

· Energiafunktsiooni täitmine (ATP moodustamine).

· Teostada plastilist funktsiooni (osaleda di-, oligo-, polüsahhariidide, aminohapete, lipiidide, nukleotiidide moodustamisel).

· Viia läbi võõrutusfunktsioon (glükoosi derivaadid, glükuroniidid, osaleda toksiliste metaboliitide ja ksenobiootikumide neutraliseerimises).

· Kas glükolipiidide fragmendid (tserebrosiidid).

Disahhariidid - süsivesikud, mis hüdrolüüsitakse 2 monosahhariidiks. Inimestel moodustub ainult 1 disahhariid - laktoos. Laktoosi sünteesitakse piimanäärmetes imetamise ajal ja seda leidub piimas. See:

· On vastsündinute glükoosi- ja galaktoosiallikas;

· Osaleb vastsündinutel normaalse mikrofloora kujunemises.

Oligosahhariidid - süsivesikud, mis hüdrolüüsitakse 3–10 monosahhariidiks.

Oligosahhariidid on glükoproteiinide (ensüümid, transportvalgud, retseptorvalgud, hormoonid), glükolipiidide (globosiidid, gangliosiidid) fragmendid. Need moodustavad rakupinnal glükokalüksi..

Polüsahhariidid - süsivesikud, mis hüdrolüüsitakse 10 või enamaks monosahhariidiks. Homopolüsahhariidid täidavad säilitusfunktsiooni (glükogeen - glükoosi säilitamise vorm). Heteropolüsahhariidid (GAG) on rakkudevahelise aine (kondroitiinsulfaadid, hüaluroonhape) struktuurikomponent, osalevad rakkude vohamises ja diferentseerumises ning takistavad vere hüübimist (hepariin)..

Toidu süsivesikud, normid ja igapäevase toidunõude mõistmise põhimõtted. Bioloogiline roll. Inimese toit sisaldab peamiselt polüsahhariide - tärklist, taimset tselluloosi, väiksemas koguses loomset glükogeeni. Sahharoosi allikaks on taimed, eriti suhkrupeet, suhkruroog. Laktoosi tarnitakse imetajapiimaga (kuni 5% laktoosi lehmapiimas, kuni 8% inimese piimas). Puuviljad, mesi, mahlad sisaldavad vähesel määral glükoosi ja fruktoosi. Maltoos on linnases, õlu.

Toidu süsivesikud on inimkeha jaoks peamiselt monosahhariidide, peamiselt glükoosi allikas. Mõned polüsahhariidid: tselluloos, pektiin, dekstraanid ei lagune inimestel praktiliselt, seedetraktis toimivad nad sorbendina (eemaldavad kolesterooli, sapphapped, toksiinid jne), on vajalikud soolemotoorika ja normaalse mikrofloora moodustumise stimuleerimiseks..

Süsivesikud on toidu oluline komponent, need moodustavad 75% dieedi massist ja annavad üle 50% vajalikest kaloritest. Täiskasvanul on süsivesikute päevane vajadus 400 g päevas, tselluloosi ja pektiini korral kuni 10–15 g päevas. Soovitatav on süüa keerukamaid polüsahhariide ja vähem monosuhkruid.

Seedimine on ainete hüdrolüüs nende samaväärseteks vormideks. Seedimine toimub: 1). Rakusisene (lüsosoomides); 2). Rakuväline (seedetraktis): a). kõhuõõne (kauge); b) parietaalne (kontakt).

Süsivesikute seedimine suuõõnes (süvend)

Suuõõnes purustatakse toit närimise teel ja niisutatakse süljega. Sülg on 99% vett ja selle pH on tavaliselt 6,8. Süljes on α-amülaasi endoglükosidaas (α-1,4-glükosidaas), mis lagundab tärklise sisemisi α-1,4-glükosiidsidemeid, moodustades suured fragmendid - dekstriinid ning väikese koguse maltoosi ja isomaltoosi. Vajalik on ioon -.

Süsivesikute seedimine maos (süvend)

Sülje amülaasi toime lakkab happelises keskkonnas (pH +. Kandjavalgu kaudu liigub Na + piki selle kontsentratsioonigradienti ja kannab koos sellega süsivesikuid nende kontsentratsioonigradiendi suhtes. Na + / K + -ATPaas loob Na + kontsentratsioonigradiendi. Madala kontsentratsiooni korral glükoos soolestiku valendikus, transporditakse see enterotsüütidesse ainult aktiivse transpordi kaudu, suurtes kontsentratsioonides aktiivse transpordi teel ja hõlbustatakse difusiooniga. Imendumiskiirus: galaktoos> glükoos> fruktoos> muud monosahhariidid. Monosahhariidid väljuvad enterotsüütidest vere kapillaari suunas, hõlbustades difusiooni kandjavalkude kaudu..

Süsivesikute seedimise ja imendumise rikkumine

Lagundatud toidu ebapiisavat seedimist ja imendumist nimetatakse malabsorptsiooniks. Süsivesikute imendumise keskmes võivad olla kaks tüüpi põhjused:

1). Seedes osalevate ensüümide pärilikud ja omandatud defektid. Laktaasi, a-amülaasi, sahharoosi-isomaltaasi kompleksi teadaolevad pärilikud defektid. Ilma ravita kaasnevad nende patoloogiatega krooniline düsbioos ja lapse füüsiline areng häiritud.

Ostetud seedehäireid võib täheldada soolehaiguste korral, näiteks gastriit, koliit, enteriit, pärast seedetrakti operatsiooni.

Laktaasi puudust täiskasvanutel võib seostada laktaasi geeniekspressiooni vähenemisega, mis väljendub piima talumatuses - seal on oksendamine, kõhulahtisus, krambid ja kõhuvalu, kõhupuhitus. Selle patoloogia sagedus on 7–12% Euroopas, Hiinas 80% ja Aafrikas kuni 97%.

2). Monosahhariidide soolestiku imendumishäired.

Imendumishäired võivad olla põhjustatud mis tahes komponendi defektist, mis osaleb monosahhariidide transpordisüsteemis läbi membraani. Kirjeldatakse patoloogiaid, mis on seotud naatriumisõltuva glükoositransporteri valgu defektiga..

Malabsorptsiooni sündroomiga kaasneb osmootne kõhulahtisus, suurenenud peristaltika, krambid, valu ja puhitus. Kõhulahtisust põhjustavad distahhariidid või imendumata monosahhariidid distaalses sooles, samuti orgaanilised happed, mis mikroorganismid moodustavad süsivesikute mittetäieliku lagunemise ajal.

Glükoosi transport verest rakkudesse Glükoos siseneb vereringesse rakkudesse, hõlbustades difusiooni transportvalkude - GLUT-ide abil. Glükoositransportöörid GLUTidel on domeeniorganisatsioon ja neid leidub kõigis kudedes. Eristatakse 5 GLUT-i tüüpi: • GLUT-1 - peamiselt ajus, platsenta, neerudes, jämesooles; • GLUT-2 - peamiselt maksas, neerudes, pankrease β-rakkudes, enterotsüütides ja punastes verelibledes. Sellel on pikk km;

• GLUT-3 - paljudes kudedes, sealhulgas ajus, platsentas, neerudes. Sellel on suurem afiinsus glükoosi suhtes kui GLUT-1;

• GLUT-4 - insuliinist sõltuv, lihastes (skeleti, südame), rasvkoes; • GLUT-5 - palju peensoole rakkudes, on fruktoosi kandja..

GLUT, sõltuvalt tüübist, võib leida peamiselt plasmamembraanist ja tsütosoolsetest vesiikulitest. Transmembraanne glükoositransport toimub ainult siis, kui GLUT-id asuvad plasmamembraanis. GLUT-i liitumine tsütosoolsete vesiikulite membraaniga toimub insuliini mõjul. Insuliini kontsentratsiooni langusega veres liiguvad need GLUT-id jälle tsütoplasmasse. Kuded, milles gluteiinita GLUT paiknevad peaaegu täielikult rakkude tsütoplasmas (GLUT-4 ja vähemal määral GLUT-1), osutuvad insuliinisõltuvaks (lihased, rasvkude) ja kuded, milles GLUT paikneb peamiselt plasmamembraanis (GLUT- 3) - insuliinist sõltumatu.

GLUTide töös on mitmesuguseid rikkumisi. Nende valkude pärilik defekt võib olla insuliinsõltumatu suhkruhaiguse aluseks.

Rakkude monosahhariidide metabolism

Pärast soolest imendumist sisenevad glükoos ja muud monosahhariidid portaalveeni ja seejärel maksa. Maksa monosahhariidid muundatakse glükoosiks või selle ainevahetusproduktideks. Osa maksas sisalduvast glükoosist ladestub glükogeeni kujul, osa läheb uute ainete sünteesiks ja osa vereringe kaudu teistele organitele ja kudedele. Sel juhul säilitab maks veres glükoosisisalduse 3,3–5,5 mmol / l.

Monosahhariidide fosforüülimine ja defosforüülimine

Rakkudes fosforüülitakse glükoos ja muud ATP-d kasutavad monosahhariidid fosforhappe estriteks: glükoos + ATP → glükoos-6ph + ADP. Heksooside puhul katalüüsib seda pöördumatut reaktsiooni ensüüm heksokinaas, millel on isovormid: lihastes heksokinaas II, maksas, neerudes ja pankrease β-rakkudes heksokinaas IV (glükokinaas) ja kasvajakoe rakkudes heksokinaas III. Monosahhariidide fosforüülimine viib reaktiivsete ühendite (aktiveerimisreaktsioon) moodustumiseni, mis ei suuda rakust lahkuda, kuna puuduvad vastavad kandjavalgud. Fosforüülimine vähendab vaba glükoosi hulka tsütoplasmas, mis hõlbustab selle difusiooni verest rakkudesse.

Heksokinaas II fosforüülib D-glükoosi ja madalamal kiirusel ka teisi heksoose. Millel on kõrge afiinsus glükoosi suhtes (Km 107 Da (50 000 glükoosijääki), milles glükoosijäägid on ühendatud α-1,4-glükosiidsideme lineaarses osas. Hargnemiskohtades on umbes iga 10 glükoosijäägi kohta monomeerid ühendatud α-1, 6-glükosiidsed sidemed. Vees lahustumatu glükogeen säilitatakse raku tsütosoolis graanulite kujul, mille läbimõõt on 10–40 nm. Glükogeen ladestub peamiselt maksas (kuni 5%) ja skeletilihastes (kuni 1%).Kehas võib sisaldada 0–450 g glükogeeni.

Glükogeeni hargnenud struktuur soodustab ensüümide tööd, mis lõhestavad või kinnitavad monomeere.

Glükogeeni süntees (glükogenogenees)

Glükogeen sünteesitakse energiakulu abil seedimisperioodil (1-2 tundi pärast süsivesikute söömist).

Glükogeeni süntees toimub olemasoleva polüsahhariidi molekuli, mida nimetatakse "seemneks" või "praimeriks", pikendamise teel. Praimer võib sisaldada glükogeniini valku, milles Tyr külge on kinnitatud oligosahhariid (umbes 8 glükoosijäägist). Glükoosijäägid kanduvad glükogeeni süntaasi abil oligosahhariidi mitteredutseerivasse otsa ja on seotud α-1,4-glükosiidsidemetega.

Kui lineaarset osa pikendatakse umbes 11 glükoosijäägini, kannab hargnev ensüüm oma otsaploki, mis sisaldab 6-7 jääki, selle või teise ahela sisemisse glükoosijääki, moodustades α-1,6-glükosiidsideme. Uus hargnemispunkt moodustatakse olemasolevast harupunktist vähemalt 4 jäägi kaugusel.

Glükogeeni lagunemine (glükogenolüüs)

Glükogeeni lagunemine toimub glükoos-1-f järkjärgulise lõhustamisega vastusena keha suurenenud glükoosivajadusele. Reaktsioon katalüüsib glükogeenfosforülaasi:

Glükogeeni fosforülaas koosneb kahest identsest alaühikust (94500 Da). Mitteaktiivset vormi tähistatakse b-ga, aktiivset - a-ga. Aktiveeritakse fosforülaasi b kinaasi poolt iga subühiku fosforüülimisel seriiniga positsioonil 14.

Glükogeenfosforülaas lõhestab fosforolüüsi teel α-1,4-glükosiidsidemeid, kuni hargnemiskohta jääb 4 glükoosijääki.

Glükogeenfosforülaasi inaktiveerimine toimub defosforüülimisel spetsiifilise fosfataasfosforülaasi (fosfoproteiinfosfotaasi PPF) osalusel..

Haru eemaldamine toimub hargneva ensüümi abil. Sellel on transferaasi ja glükosidaasi aktiivsus. Transferaasi osa (oligosahhariiditransferaas) kannab kolm hargnemispunkti jäänud glükoosijääki naaberketi mitteredukteerivasse otsa, laiendades seda fosforülaasi jaoks.

Glükosidaasi osa (α-1,6-glükosidaas) hüdrolüüsib α-1,6-glükosiidsidet, lõhustades glükoosi.

Glükoos-1-f isomeeritakse glükoos-6-f-fosfoglükomutaasiks.

Glükogeeni metabolismi reguleerimine maksas

Lihase glükogeeni metabolismi reguleerimine

Glükogeeni metabolismi kontrollivad hormoonid (maksas - insuliin, glükagoon, adrenaliin; lihastes - insuliin ja adrenaliin), mis reguleerivad kahe peamise ensüümi glükogeeni süntaasi ja glükogeeni fosforülaasi fosforüülimist / defosforüülimist..

Ebapiisava glükoositaseme korral veres sekreteeritakse hormoon glükagoon, äärmuslikel juhtudel - adrenaliin. Need stimuleerivad glükogeeni süntaasi (see on inaktiveeritud) ja glükogeeni fosforülaasi (see on aktiveeritud) fosforüülimist. Vere glükoosisisalduse suurenemisega vabaneb insuliin, see stimuleerib glükogeeni süntaasi (see aktiveeritakse) ja glükogeeni fosforülaasi (see on inaktiveeritud) fosforüülimist. Lisaks indutseerib insuliin glükokinaasi sünteesi, kiirendades seeläbi rakus glükoosi fosforüülimist. Kõik see viib asjaolu, et insuliin stimuleerib glükogeeni ja adrenaliini ning glükagooni sünteesi - selle lagunemist..

Glükogeenfosforülaasi allosteeriline reguleerimine toimub maksas: see pärsib ATP ja glükoos-6ph ning aktiveerib AMP.

Glükogeenivahetushäired

Glükogeenhaigused - rühm pärilikke häireid, mis põhinevad glükogeeni sünteesi või lagunemist katalüüsivate ensüümide vähenemisel või vähemal aktiivsusel või nende ensüümide düsregulatsioonil.

Glükogenoos - haigused, mis on põhjustatud glükogeeni lagunemisel osalevate ensüümide puudusest. Need avalduvad kas glükogeeni ebaharilikus struktuuris või selle liigsel kogunemisel maksas, südame- või skeletilihastes, neerudes, kopsudes ja muudes organites.

Praegu on glükogenoos jagatud 2 rühma: maksa- ja lihasrakud.

Glükogenoosi maksavormid põhjustavad glükogeeni halvenenud kasutamist vere glükoositaseme säilitamiseks. Seetõttu on nende vormide tavaliseks sümptomiks hüpoglükeemia postabsorptsiooni perioodil..

Kõige sagedamini märgitakse Girke tõbi (I tüüp). Põhjus on glükoos-6-fosfataasi pärilik defekt - ensüüm, mis tagab glükoosi vabanemise vereringesse pärast selle vabanemist maksa- ja neerurakkude glükogeenist. Maksa rakud ja neerude keerdunud tuubulid täidetakse glükogeeniga, maks ja põrn on laienenud, patsientidel on paistes nägu - “hiina nuku nägu”. Haigus avaldub hüpoglükeemia, hüpertriatsüülglütseroleemia, hüperurikeemia, atsidoos.

1). Hepatotsüütides: ↑ glükoos-6-f → ↑ PVA, ↑ laktaat (atsidoos), ↑ riboos-5-f. ↑ riboos-5-f → ↑ puriinid → ↑ kusihape

2). Veres: ↓ glükoos → ↓ insuliin / glükagoon →: a) ad rasvkoe lipolüüs → ↑ vere FA.

b) ↓ rasvkoe LPL → ↑ TAG veres.

Ravi - glükoosidieet, sagedane söötmine.

Leetrite haigus (III tüüp) on tavaline, 1/4 kõigist maksa glükogenoosidest. Hargnenud ahelaga glükogeen koguneb, kuna hargnev ensüüm on puudulik. Glükogenolüüs on võimalik, kuid vähesel määral. Laktatsidoosi ja hüperurikeemiat ei ole täheldatud. Haigus on leebem kui Girke tõbi..

Glükogenoosi lihasvorme iseloomustab skeletilihaste energiavarustuse rikkumine. Need haigused avalduvad füüsilise koormuse ajal ning nendega kaasnevad valu ja krambid lihastes, nõrkus ja väsimus.

MacArdle'i haigus (V tüüp) on autosoomne retsessiivne patoloogia; skeletilihastes glükogeeni fosforülaasi aktiivsus puudub. Lihaste glükogeeni kõrvalekalded.

Aglükogenoos (glükogenoosi järgi liigitatakse 0 järgi) on haigus, mis tuleneb glükogeeni süntaasi puudusest. Patsientide maksas ja teistes kudedes täheldatakse väga madalat glükogeeni sisaldust. See väljendub väljendunud hüpoglükeemias postabsorptsiooni perioodil. Iseloomulik sümptom on krambid, eriti hommikul. Haigus sobib eluga, kuid haiged lapsed vajavad sagedast toitmist.

RIIGI RAVI AKADEEMIA

Pea kohvik prof., MD.

Teema: glükoosi katabolism. Glükolüüs

Glükoosi katabolismi peamised rajad

Rakus võib glükoos kataboliseeruda nii aeroobsetes kui ka anaeroobsetes tingimustes, selle põhifunktsioon on ATP süntees.

Aeroobne glükoosi oksüdatsioon

Aeroobsetes tingimustes oksüdeerub glükoos CO-ks2 ja H2 A. Koguvõrrand:

See protsess hõlmab mitut etappi:

1. Aeroobne glükolüüs. See oksüdeerib 1 glükoosi 2 PVC-ks, moodustades 2 ATP (esimesed 2 ATP kulutatakse, siis moodustuvad 4) ja 2 NADH2 ;

2. 2 PVC muundamine 2 atsetüül-CoA-ks, eraldades 2 WITH2 ja haridus 2 NADH2 ;

3. CTK. See oksüdeerib 2 atsetüül-CoA, vabastades 4 CO2, 2 GTP moodustumine (andke 2 ATP), 6 NADH2 ja 2 FAD2 ;

4. oksüdatiivne fosforüülimise ahel. Selles toimub 10 (8) NADH oksüdeerimine.2, 2 (4) FADN2 kaasates 6 o2, samas 6 N2 O ja sünteesiti 34 (32) ATP.

Glükoosi aeroobne oksüdeerimine annab 38 (36) ATP, millest 4 ATP substraadi fosforüülimisreaktsioonides, 34 (32) ATP oksüdatiivse fosforüülimise reaktsioonides. Aeroobse oksüdatsiooni efektiivsus on 65%.

Anaeroobne glükoosi oksüdatsioon

Nr glükoosi katabolismi2 läheb anaeroobsesse glükolüüsi ja PFS-i (PFP).

· Anaeroobse glükolüüsi käigus oksüdeeritakse 1 glükoos 2 piimhappemolekuliks, moodustades 2 ATP (esimesed 2 ATP-d tarbitakse, siis moodustatakse 4). Anaeroobsetes tingimustes on glükolüüs ainus energiaallikas. Kokkuvõtlik võrrand: C6 N12 INFO6 + 2H3 RO4 + 2ADP → 2C3 N6 INFO3 + 2ATF + 2H2 INFO.

· PFP ajal moodustuvad glükoosist pentoosid ja NADPH2. PFS-i ajal moodustub glükoosist ainult NADPH2.

Glükolüüs on glükoosi katabolismi (samuti fruktoosi ja galaktoosi) peamine viis. Kõik tema reaktsioonid toimuvad tsütosoolis..

Aeroobne glükolüüs on glükoosi oksüdeerimise protsess PVC-ks, mis kulgeb O juuresolekul2.

Anaeroobne glükolüüs on glükoosi oksüdeerimise protsess laktaadiks, mis kulgeb O puudumisel2.

Anaeroobne glükolüüs erineb aeroobsest ainult viimase 11 reaktsiooni korral, 10 esimest reaktsiooni on tavalised.

Mis tahes glükolüüsi korral saab eristada 2 etappi:

  • 1. etapp ettevalmistav, selleks kulub 2 ATP-d. Glükoos fosforüleeritakse ja jaotatakse kaheks fosforotroosiks;
  • 2. etapp on seotud ATP sünteesiga. Selles etapis muutuvad fosfotrioosid PVC-ks. Selle etapi energiat kasutatakse 4 ATP sünteesimiseks ja 2NADH redutseerimiseks2, mis aeroobsetes tingimustes lähevad 6 ATP sünteesile ja anaeroobsetes tingimustes taastavad PVC laktaati.

Glükolüüsi energiabilanss

Seega on aeroobse glükolüüsi energiabilanss:

8ATF = -2ATF + 4ATF + 6ATF (alates 2NADN2 )

Anaeroobse glükolüüsi energiatasakaal:

2ATF = -2ATF + 4ATF

Aeroobse ja anaeroobse glükolüüsi üldised reaktsioonid

1. Heksokinaas (heksokinaas II, ATP: heksoos-6-fosfotransferaas) fosforüülib lihastes peamiselt glükoosi, vähem - fruktoosi ja galaktoosi. Km + oksidoreduktaas (fosforüülimine)) koosneb 4 subühikust. Katalüüsib 1,3-FGK-s makroergiliste sidemete moodustumist ja NADH-i taastamist2, mida kasutatakse aeroobsetes tingimustes 8 (6) ATP molekuli sünteesiks.

7. Fosfoglütseraatkinaas (ATP: 3FGK-1-fosfotransferaas). Viib läbi ADP substraadi fosforüülimise ATP moodustumisega.

Järgmistes reaktsioonides muundatakse madala energiatarbega fosfoester suure energiaga fosfaadiks.

8. Fosfoglütseratmutaas (3-FGK-2-FGK-isomeraas) viib fosfaatjäägi ülekandmise FGK-le positsioonist 3 positsioonist 2.

9. Enolaas (2-FGK: hüdrolüas) lõikab veemolekul 2-FGK-st ja moodustab fosforis suure energiasideme. F-ioonide poolt inhibeeritud -.

10. Püruvaat kinaas (ATP: PVA-2-fosfotransferaas) teostab ADP substraadi fosforüülimist ATP moodustumisega. Aktiveeritakse fruktoos-1,6-df, glükoosiga. ATP, NADH on inhibeeritud2, glükagoon, adrenaliin, alaniin, rasvhapped, atsetüül-CoA. Induktor: insuliin, fruktoos.

Saadud PVA enoolne vorm kandub seejärel mitteensümaatiliselt termodünaamiliselt stabiilsemasse ketovormi. See reaktsioon on viimane aeroobse glükolüüsi jaoks..

2 PVC edasine kataboliseerimine ja 2 NADH kasutamine2 sõltub saadavusest2.

Anaeroobne glükolüüsireaktsioon

Anaeroobsetes PVC tingimustes, näiteks O2 hingamisahelas tagab NAD + regenereerimise NADH-st2, mis on vajalik glükolüüsireaktsioonide jätkamiseks. PVC muutub sel juhul piimhappeks. Reaktsioon kulgeb tsütoplasmas laktaatdehüdrogenaasi (LDH) osalusel.

11. Laktaatdehüdrogenaas (laktaat: NAD + oksidoreduktaas). See koosneb 4 alaühikust, sellel on 5 isovormi.

Laktaat ei ole organismist väljunud metabolismi lõppsaadus. Anaeroobsest koest transporditakse laktaat verega maksa, kus see muutub glükoosiks (Corey Cycle), või aeroobseteks kudedeks (müokard), kus see muutub PVC-ks ja oksüdeerub CO-ks2 ja H2 INFO.

PVC katabolism mitokondrites

Aeroobsetes tingimustes PVC-d ja vesinikud koos NADH-ga2 transporditakse mitokondrite maatriksisse. PVC ei läbi iseseisvalt sisemist mitokondriaalset membraani, selle ülekandmine membraani kaudu toimub sekundaarselt aktiivse transpordi abil H + sümmeetriaga. Mitokondrites olevat PVC-d kasutatakse kahes reaktsioonis:

1. Püruvaatdehüdrogenaasi kompleks (PVA: NAD + oksüdeduduktaas (dekarboksüleeriv)) sisaldab 3 ensüümi ja 5 koensüümi: a) püruvaatdekarboksülaas sisaldab (E1) 120 monomeeri ja TPF koensüümi; b) dihüdrolipoüültransatsülaas (E2) sisaldab 180 monomeeri ja koensüüme lipoamiidi ja HSKoA; c) Dihüdrolipoüüldehüdrogenaas (E3) sisaldab 12 monomeeri ja koensüümi FAD ja NAD. Püruvaat-DH kompleks viib läbi PVC oksüdatiivse dekarboksüleerimise, moodustades atsetüül-CoA. Aktiveerija: HSKoA, NAD +, ADP. Inhibiitor: NADN2, ATP, atsetüül-CoA, rasvhapped, ketoonkehad. Insuliini induktor.

Pyruvate DG kompleksi töömehhanism. Protsess läbib 5 etappi:

Järgmisena siseneb atsetüül-CoA CTK-sse, kus see oksüdeeritakse 2 CO-ks2 1 GTP moodustumisega taastatakse 3 NADH2 ja 1 FAD2.

2. Püruvaatkarboksülaas (PVC: CO2 -süntetaas (ATP → ADP + Fn) on keeruline oligomeerne ensüüm, mis sisaldab biotiini. Karboksüülib PVC-st PAD-i. Vajadusel täiendav reaktsioon lisab CCC-le PIM-i. Aktiveerija: atsetüül-CoA.

Aeroobsetes tingimustes2 pakub NAD + regenereerimist NADH-st2, mis on vajalik glükolüüsireaktsiooni jätkamiseks (NAD + substraat 3-PHA DG).

Kuna sisemine mitokondriaalne membraan on NADH-ile mitteläbilaskev2, taastatud NADH glükolüüsil2, kannab oma vesinikud mitokondrite hingamisahelasse, kasutades spetsiaalseid süsteeme, mida nimetatakse süstikuks. Tuntakse kahte süstikusüsteemi: malateaspartaat ja glütserofosfaat.

1. Malate-aspartaadi süstik on universaalne, töötab maksas, neerudes, südames.

Glütserofosfaadi süstiku mehhanism. Toimib valges luustikus, ajus, rasvkoes, hepatotsüütides.

Malaadi-aspartaadi süstik on energeetiliselt tõhusam, kuna see viib mitokondriaalse NAD kaudu vesiniku hingamisahelasse, P / O suhe on 3, 3 ATP sünteesitakse.

Glütserofosfaadi süstik kannab vesiniku KoQ-s oleva FAD kaudu hingamisahelasse, P / O suhe on 2, 2 ATP sünteesitakse.

Glükoosi katabolismi plastiline tähtsus

Katabolismi korral võib glükoos täita plastilisi funktsioone. Uute ühendite sünteesimiseks kasutatakse glükolüüsi metaboliite. Niisiis, fruktoos-6f ja 3-PHA osalevad riboos-5-f (nukleotiidkomponent) moodustamises; 3-fosfoglütseraat võib sisalduda selliste aminohapete, nagu seeriad, glütsiin, tsüsteiin, sünteesis. Maksas ja rasvkoes kasutatakse atsetüül-CoA rasvhapete, kolesterooli ja DAP biosünteesil glütserool-3f sünteesiks..

Pasteuri efekt - hapniku juuresolekul väheneb glükoosi omastamise ja laktaadi kogunemise kiirus.

Pasteuri efekti seletatakse aeroobsete ensüümide (PVC DG, PVC karboksülaas, oksüdatiivse fosforüülimise ahela ensüümid) ja anaeroobsete (LDH) oksüdatsiooniteede vahel PVC ja koensüümi NADH ensüümide vahel2.

· Ilma2 mitokondrid ei tarbi PVC ja NADH2, selle tulemusel suureneb nende kontsentratsioon tsütoplasmas ja nad jätkavad laktaadi moodustumist. Kuna anaeroobne glükolüüs annab 1 glükoosist ainult 2 ATP, kulub piisava koguse ATP saamiseks palju glükoosi (19 korda rohkem kui aeroobsetes tingimustes).

· O juuresolekul2, mitokondrid pumpavad välja PVC ja NADH2 katkestades laktaadi moodustumise reaktsiooni tsütoplasmast. Aeroobse oksüdeerimise käigus moodustub 1 glükoosist 38 ATP, vastavalt sellele on piisava koguse ATP moodustamiseks vaja vähe glükoosi (19 korda vähem kui anaeroobsetes tingimustes).

Fruktoosi ja galaktoosi metabolism

Fruktoosi ja galaktoosi koos glükoosiga kasutatakse energia tootmiseks või ainete sünteesiks: glükogeen, TG, GAG, laktoos jne..

Märkimisväärne kogus fruktoosi, mis saadakse sahharoosi lagunemisel, muundatakse soolerakkudes glükoosiks. Osa fruktoosist siseneb maksa.

Fruktoosi metabolism rakus algab fosforüülimisreaktsioonist:

1. Fruktokinaas (ATP: fruktoos-1-fosfotransferaas) fosforüleerib ainult fruktoosi, sellel on kõrge afiinsus. Sisaldub maksas, neerudes, sooltes. Insuliin ei mõjuta selle aktiivsust.

2. Aldolaas B (fruktoos: GA-lüaas) on maksas, lagundab fruktoosi-1ph (fruktoos-1,6ph) glütserool-aldehüüdiks (GA) ja dioksiatsetoonfosfaadiks (DAP)..

3. Triozokinaas (ATP: HA-3-fosfotransferaas). Palju maksas.

Fruktoosist saadud DAP ja GA osalevad maksas peamiselt glükoneogeneesis. Osa DAF-st saab redutseerida glütserool-3-f-ks ja osaleda TG sünteesis.

Fruktoosi metabolismi häired

Fruktoosi ainevahetushäire põhjuseks on 3 ensüümi puudus: fruktokinaas, aldolaas B, triozokinaas.

Ebaõnnestumisega seotud healoomuline oluline fruktouria fruktokinaas, ei ole kliiniliselt ilmne. Fruktoos koguneb verre ja eritub uriiniga, kus seda saab laboratoorsete meetoditega tuvastada. Sagedus 1: 130 000.

Pärilik fruktoositalumatus on sagedane patoloogia, ilmneb geneetilise defekti korral aldolaas B (autosoomne retsessiivne vorm). See avaldub siis, kui dieedile lisatakse puuvilju, mahlu ja sahharoosi. Pärast fruktoosi sisaldava toidu söömist toimub oksendamine, kõhuvalu, kõhulahtisus, hüpoglükeemia ja isegi kooma ja krambid. Väikesed lapsed ja noorukid arenevad krooniline kahjustatud maksa- ja neerufunktsioon. Haigus on kaasas fruktoos-1-f kogunemine, mis pärsib fosfoglükomutaasi aktiivsust, seetõttu toimub ja areneb glükogeeni lagunemise pärssimine hüpoglükeemia. Selle tulemusel kiireneb lipiidide mobilisatsioon, rasvhapete oksüdeerimine ja ketoonkehade süntees. Kõrgenenud ketokehad võivad põhjustada metaboolset atsidoosi.

Glükogenolüüsi ja glükolüüsi pärssimine põhjustab ATP sünteesi langust. Lisaks põhjustab fosforüülitud fruktoosi akumuleerumine anorgaanilise fosfaadi ja hüpofosfateemia. Rakusisese fosfaadi täiendamiseks kiireneb adenüülnukleotiidide lagunemine. Nende nukleotiidide lagunemisproduktid sisalduvad katabolismis, läbides hüpoksantiini, ksantiini ja lõpuks kusihappe moodustumisetapid. Kusihappe koguse suurenemine ja uraatide eritumise vähenemine metaboolse atsidoosi tingimustes avalduvad kujul hüperurikeemia. Hüperurikeemia tagajärjel võib podagra tekkida isegi noores eas..

Galaktoos moodustub soolestikus laktoosi hüdrolüüsi tagajärjel. Galaktoosi muundamine glükoosiks toimub maksas epimerisatsioonireaktsioonis UDP derivaadi vormis.

Galaktokinaas (ATP: galaktoos-1-fosfotransferaas) fosforüülib galaktoosi.

Galaktoos-1ph-uridüültransferaas asendab UDF-glükoosis sisalduva glükoosijäägi galaktoosiga, moodustades UDF-galaktoosi.

Epimeraas (UDP-galaktoos-UDP-glükoosi isomeraas) - NAD-sõltuv ensüüm, mis katalüüsib OH rühmade epimerisatsiooni C4 süsinikuaatom, tagades galaktoosi ja glükoosi vastastikuse muundamise UDF-i koostises.

Moodustunud glükoos-1-f võib hõlmata: 1) glükogeeni sünteesi; 2) muundamine vabaks glükoosiks; 3) katabolismi, mis on seotud ATP sünteesiga jne..

Galaktoosi metabolismi häired

Galaktoseemia on põhjustatud pärilikust defektist kõigis kolmes ensüümis, mis sisaldavad galaktoosi glükoosi metabolismis..

Galaktoseemia, põhjustatud galaktoos-1-fosfaturidüültransferaasi (GALT) puudusest, avaldub mitmel kujul, avaldub varakult ja on eriti ohtlik lastele, kuna rinnapiim sisaldab laktoosi. GALT-i defekti varased sümptomid: oksendamine, kõhulahtisus, dehüdratsioon, kehakaalu langus, kollatõbi. Veres, uriinis ja kudedes suureneb galaktoosi ja galaktoosi-1-f kontsentratsioon. Silma kudedes (läätses) taastatakse galaktoos aldoreduktaasi (NADP) abil galaktitooli (dultsiidi) moodustumisega. Galaktitool akumuleerub klaaskehas ja seob suure hulga vett, läätse liigne hüdratsioon viib katarakti tekkeni, mida täheldatakse mitu päeva pärast sündi. Galaktoos-1-f pärsib süsivesikute metabolismi ensüümide (fosfoglükomutaas, glükoos-6-fosfaatdehüdrogenaas) aktiivsust.

Galaktoos-1ph avaldab toksilist mõju hepatotsüütidele: toimub hepatomegaalia, rasvade degeneratsioon. Galaktitool ja galaktoos-1-f põhjustavad neerupuudulikkust. Märgitakse aju poolkera ja väikeaju rakkude häireid, rasketel juhtudel - ajuturse, vaimne alaareng, surmav tulemus.

Mõned GALTi struktuuri puudused põhjustavad ensüümi aktiivsuse osalise kadumise. Kuna GALTi sisaldus kehas on tavaliselt üleliigne, ei pruugi selle aktiivsuse langus 50% -ni ja mõnikord isegi madalamale kliiniliselt ilmneda.

Ravi eesmärk on galaktoosi eemaldamine toidust..

Pedfak. Monosahhariidide katabolismi tunnused vastsündinutel ja lastel

Lastel on UDP-glükoos aktiivne ↔ UDP-galaktoosi rada. Täiskasvanutel on see tee passiivne. Vastsündinutel on madal PPS-i aktiivsus. Sündides vahetab beebi glükoosikatabolismi anaeroobselt aeroobselt. Lipiidide esmakordne kasutamine.

RIIGI RAVI AKADEEMIA

Pea kohvik prof., MD.

Teema: Pentoosfosfaatšunt ja glükoneogenees,
süsivesikute ainevahetuse reguleerimine.

Teaduskonnad: meditsiiniline-profülaktiline, meditsiiniline-profülaktiline, pediaatriline. 2 kursus.

Glükoneogenees on glükoosi süntees mitte-süsivesikutest ainetest. Selle peamine ülesanne on säilitada veres glükoositase pikaajalise paastumise ja intensiivse füüsilise koormuse ajal. Glükoneogeneesi peamised substraadid on laktaat, glütserool, aminohapped. Glükoneogenees on glükolüüsi pöördprotsess, mis toimub tsütoplasmas ja mitokondriaalses maatriksis. Heksokinaaside, fruktokinaaside ja püruvaatkinaaside katalüüsitavad pöördumatud glükolüüsireaktsioonid (1, 3 ja 10) vabastatakse 4 spetsiifilisest glükoneogeneesi ensüümist: püruvaatkarboksülaas, fosfoenoolpüruvaatkarboksükinaas, fruktoos-1,6-fosfotaas ja glükoos-6-fosfotaas. Lisaks osalevad glükoneogeneesis CTK ensüümid, näiteks DG malate.

Glükoneogeneesi reaktsioonid on esitatud diagrammil. Peamised (pöördumatud) glükoneogeneesi reaktsioonid:

1. Püruvaatkarboksülaas (PVC: CO2 -süntetaas (ATP → ADP + Fn)) sisaldab biotiini, asub mitokondrites, muudab PVC ACH-ks. Induktor: glükagoon, adrenaliin, kortisool. Repressor: insuliin. Inhibiitor: AMP, aktivaator AcetylCoA. Saadud SCA läbib sisemist mitokondriaalset membraani redutseeritud (malaatina) või aminoformis (aspartaadina).

2. Tsütoplasmas asuv fosfoenolpüruvaatkarboksükinaas (GTP: SCHUK-2-fosfotransferaas (dekarboksüleeriv)) muudab SCHK FEP-ks. Induktor: glükagoon, adrenaliin, kortisool. Repressor: insuliin.

3. Fruktoos-1,6-fosfotaas (fruktoos-1,6df: fosfohüdrolaas) defosforüülib fruktoosi-1,6df. Induktor: glükagoon, adrenaliin, kortisool. Repressor: insuliin. Inhibeerib AMP-d, fruktoosi-2,6df. Aktiveerija: tsitraat, rasvhapped.

4. Glükoos-6-fosfotaas (glükoos-6ph: fosfohüdrolaas) fosforüülib glükoos-6ph. Induktor: glükagoon, adrenaliin, kortisool. Repressor: insuliin.

Glükoneogeneesi energiabilanss. 1 glükoosi moodustamiseks 2 laktaadist on vaja 6 ATP: 2 ATP püruvaatkarboksülaasi jaoks, 2 GTP PEP karboksükinaasi jaoks, 2 ATP fosfoglütseraatkinaasi jaoks. Üldine glükoneogeneesi võrrand:

2 laktaat + 4 ATP + 2 GTF + 4 N2 O → 1 glükoos + 4 ADP + 2 HDF + 6 Fn

Glükoneogeneesi reguleerimine. Glükoneogeneesi reguleerimine toimub vastastikku koos glükolüüsireaktsioonidega: glükoneogeneesi aktiveerimisega kaasneb glükolüüsi pärssimine ja vastupidi. Glükoosi metabolismi reguleerimine toimub hormoonide ja metaboliitide osalusel, mis muudavad regulatoorsete ensüümide glükolüüsi ja glükoneogeneesi aktiivsust ja kogust. Insuliin indutseerib võtmeglükolüüsi ensüümide sünteesi ja represseerib peamiste glükoneogeneesi ensüümide sünteesi. Glükagoon, kortisool ja adrenaliin indutseerivad peamiste glükoneogeneesi ensüümide sünteesi. Võtmeglükolüüsi ensüümid aktiveeruvad - AMP, fruktoos-2,6df, fruktoos-1,6df, pärsivad - ATP, NADH2, tsitraat, rasvhapped, alaniin, atsetüülCoA, glükagoon, adrenaliin. Võtmeglükoneogeneesi ensüümid aktiveeruvad - atsetüülCoA, glükagoon, pärsivad - AMP, fruktoos-2,6df.

Glükoneogeneesi koe omadused. Enamikus kudedes glükoneogeneesi ei toimu.

Suurimat glükoneogeneesi aktiivsust täheldatakse maksas, vähem neerudes ja soolestiku limaskestas, neis saab sünteesida kuni 80–100 g glükoosi päevas. Nendes elundites kulgeb glükoneogenees lõpuni vaba glükoosi moodustumisega, mis võib rakkudest lahkuda, säilitades veres glükoosi homöostaasi. Tavaliselt tagab veresuhkru homöostaasi maksa glükoneogenees kuni 80%, neerud kuni 20%.

Lihaskudedes täheldatakse väikest glükoneogeneesi aktiivsust, kuna neis viimaste glükoneogeneesi ensüümide puudumise tõttu moodustuvad vaba glükoosi asemel ainult selle derivaadid, mis ei suuda rakust lahkuda. Seega sünteesitakse lihaskoes süsivesikuid ainult nende enda vajadusteks. Näiteks skeletilihastes ja rasvkoes puudub glükoos-6-fosfotaas, glükoneogeneesi produkt on glükoos-6f. Müokardis ja silelihastes puuduvad fruktoos-1,6-difosfotaasid, glükoneogeneesi produkt on fruktoos-1,6-df.

Glükoneogeneesi bioloogiline tähtsus. Vajadus säilitada veres püsiv glükoositase on tingitud asjaolust, et paljude kudede jaoks on glükoos peamine (närvikoe) ja mõnede jaoks ainus (punaste vereliblede) energiaallikas. Glükoosi sünteesi vajadust seletatakse asjaoluga, et maksa glükogenolüüs suudab iseseisvalt anda veresuhkru homöostaasi ainult 8-12 tundi, siis on glükogeeni varustamine päeva jooksul peaaegu täielikult kahanenud. Pikaajalise tühja kõhuga (rohkem kui üks päev) tingimustes on glükoneogenees kehas ainus glükoosiallikas.

Pentoosfosfaatšunt (PFS)

Pentoosfosfaatšunt (rada, tsükkel) on alternatiivne viis glükoosi oksüdeerimiseks. See protsess on kõige aktiivsem rasvkoes, maksas, neerupealise koores, punastes verelibledes, fagotsüütilistes leukotsüütides, imetavas piimanäärmes, munandites. See kulgeb tsütosoolis hapnikuta osalemata ja koosneb kahest oksüdatiivsest ja mitteoksüdatiivsest etapist. Oksüdatiivses etapis väheneb NADPH2, mida kasutatakse: 1) glutatiooni regenereerimiseks antioksüdantide süsteemis; 2) rasvhapete sünteesiks; 3) tsütokroom P-ga seotud oksügenaasireaktsioonides450 ksenobiootikumide, metaboliitide, kolesterooli, steroidhormoonide sünteesi neutraliseerimisega. Mitteoksüdatiivses staadiumis moodustuvad mitmesugused pentoosid. Ribose-5ph saab kasutada puriini ja pürimidiini nukleotiidide sünteesiks.

PFSh toimimise koe omadused (rajad, tsükkel).

Sõltuvalt koe vajadustest võib pentoosfosfaatprotsess toimuda metaboolse tsükli, algsete glükolüüsireaktsioonide raja või šundi vormis:

1. PFC või PFS abil moodustub tootena ainult NADPH2. Sel juhul ei ole pentoosid lõpptoode, need muutuvad fosfoheksoosideks, mis sulgevad tsükli või lähevad glükolüüsi, viies läbi šundi. Rasvkoes, punased verelibled.

2. TFG tooted on NADPH2 ja pentoosid. Maksas, luuüdis.

3. Kudedes, mis ei tunne vajadust NADPH järele2, ainult PFP funktsioonide mitteoksüdatiivne etapp ja selle reaktsioonid kulgevad vastupidises suunas, alustades fruktoos-6ph-st kuni fosfopentosioonini. Lihastes.

Oksüdatsioonireaktsioon

PFS-i oksüdatiivne staadium (rajad, tsüklid) koosneb 3 pöördumatust reaktsioonist:

1). Glükoos-6ph dehüdrogenaas (glükoos-6ph: NADP + oksüdoreduktaas). NADPH inhibiitor2. Insuliini induktor.

2). Glükonolaktooni hüdrataas (6-fosfoglükonaat: hüdrolüsaas).

3). 6-fosfoglükonaatdehüdrogenaas (6-fosfoglükonaat: NADP + oksidoreduktaas (dekarboksüleeriv)). Insuliini induktor.

FFS-i skeem (teed, tsükkel)

Skeemis algab mitteoksüdatiivne etapp epimeraaside ja isomeraasidega, mis isomeerivad ribuloosi-5ph. Kõik mitteoksüdatiivsed reaktsioonid on pöörduvad..

6 glükoos-6ph + 12 NADP + → 6 CO2 + 12 NADPH2 + 5 glükoos-6f

3 glükoos-6ph + 6 NADP + → 3 CO2 + 6 NADPH2 + 2 fruktoosi-6ph + PHA

1) glükoos-6f + 2 NADP + → СО2 + 2 NADPH2 + riboso-5f

2) 2 fruktoosi-6ph + PHA → 3 riboos-5ph

NADPH2 on antioksüdantide kaitse oluline komponent, see on vajalik glutatiooni regenereerimiseks, mis hävitab glutatiooni peroksüdaasi osalusel aktiivsed hapniku liigid. Kuna punastes verelibledes on NADPH2 moodustunud ainult PFS-i reaktsioonides, põhjustab glükoos-6ph defektiga NADPH defitsiiti2 ja vähenenud antioksüdantide kaitse. Sellisel juhul toimub prooksüdantide, näiteks malaariavastaste ravimite mõjul SRO märkimisväärne suurenemine. CPO aktiveerimine põhjustab tsüsteiini oksüdeerumist hemoglobiini valguosas, mille tulemusel moodustavad disulfiidsildadega ühenduses olevad hemoglobiini protomeerid Heinzi kehasid. Sest Heinzi kehad vähendavad erütrotsüütide rakumembraani plastilisust, see hävitatakse kapillaarides tekkiva deformatsiooniga. Punaste vereliblede massiline hemolüüs viib hemolüütilise aneemia väljakujunemiseni.

Vitamiini struktuur sisaldab metaansillaga ühendatud pürimidiini ja tiasooli tsükleid.

Allikad. B-vitamiin1 - esimene kristalne kujul vitamiin, mille K. Funkom eraldas 1912. aastal. See on laialt levinud taimset päritolu toodetes (teravilja ja riisi seemnete kest, herned, oad, sojaoad jne). Loomadel B-vitamiin1, sisaldub peamiselt tiamiini difosforhappeestri (TDF) kujul; see moodustub maksas, neerudes, ajus ja südamelihastes tiamiini fosforüülimisel tiamiinkinaasi ja ATP osalusel.

Täiskasvanu keskmine päevane vajadus on 2–3 mg B-vitamiini1. Kuid vajadus selle järele sõltub väga suurel määral toidu koostisest ja üldisest kalorisisaldusest, ainevahetuse kiirusest ja töö intensiivsusest. Süsivesikute ülekaal toidus suurendab keha vajadust vitamiinide järele; rasvad, vastupidi, vähendavad seda vajadust dramaatiliselt.

B-vitamiini bioloogiline roll1, selle määrab asjaolu, et TDF-i kujul on see osa vähemalt kolmest ensüümist ja ensüümikompleksist: püruvaadi ja α-ketoglutaraadi dehüdrogenaasi komplekside osana osaleb see püruvaadi ja α-ketoglutaraadi oksüdatiivses dekarboksüülimisel; osana transketolaasist osaleb TDF süsivesikute muundamise pentoosfosfaadi rajas.

B-vitamiini puuduse peamine, kõige iseloomulikum ja spetsiifilisem märk1 - polüneuriit, mis põhineb närvide degeneratiivsetel muutustel. Alguses areneb valu piki närvipükse, seejärel kaotab naha tundlikkus ja halvatus (beriberi). Haiguse teine ​​kõige olulisem märk on südame aktiivsuse rikkumine, mis väljendub südame rütmi rikkumises, südame suuruse suurenemises ja valu ilmnemises südame piirkonnas. B-vitamiini vaegusega seotud haiguse iseloomulikud tunnused1, hõlmavad ka seedetrakti sekretoorsete ja motoorsete funktsioonide rikkumisi; täheldatud maomahla happesuse langust, isutus, soolestiku atoonia.

Süsivesikute metabolism

Energia homeostaas tagab kudede energiavajaduse, kasutades erinevaid substraate. Sest süsivesikud on paljude kudede peamine energiaallikas ja ainus anaeroobsete kudede jaoks, süsivesikute ainevahetuse reguleerimine on keha energiahomostaasi oluline komponent.

Süsivesikute ainevahetust reguleeritakse kolmel tasemel:

3. rakuline (metaboolne).

1. Süsivesikute ainevahetuse reguleerimise kesktase

Reguleerimise kesktasand viiakse läbi neuroendokriinsüsteemi osalusel ja see reguleerib veresuhkru homöostaasi ja süsivesikute metabolismi intensiivsust kudedes. Peamised hormoonid, mis säilitavad normaalse veresuhkru taseme 3,3–5,5 mmol / L, hõlmavad insuliini ja glükagooni. Kohanemishormoonid - adrenaliin, glükokortikoidid ja muud hormoonid: kilpnääre, LDH, AKTH jne mõjutavad ka glükoositaset..

2. Süsivesikute metabolismi regulatsiooni tase interorganite vahel

Glükoos-laktaaditsükkel (leetrite tsükkel) Glükoos-alaniini tsükkel

Glükoos-laktaattsükkel ei vaja hapnikku, see toimib alati, see tagab: 1) anaeroobsetes tingimustes (skeletilihas, punased verelibled) moodustunud laktaadi kasutamise, mis hoiab ära piimhappe atsidoosi; 2) glükoosi süntees (maks).

Paastumise ajal toimib lihastes glükoos-alaniini tsükkel. Glükoosipuuduse korral sünteesitakse ATP valkude lagunemise ja aminohapete katabolismi tõttu aeroobsetes tingimustes, samas kui glükoos-alaniini tsükkel tagab: 1) lämmastiku eemaldamise lihastest mittetoksilises vormis; 2) glükoosi süntees (maks).

3. Süsivesikute metabolismi reguleerimise raku (metaboolne) tase

Süsivesikute metabolismi reguleerimise metaboolne tase viiakse läbi metaboliitide osalusel ja see toetab rakus olevate süsivesikute homöostaasi. Liigsed substraadid stimuleerivad nende kasutamist ja tooted pärsivad nende moodustumist. Näiteks stimuleerib liigne glükoos glükogeneesi, lipogeneesi ja aminohapete sünteesi ning glükoosipuudus stimuleerib glükoneogeneesi. ATP puudus stimuleerib glükoosi katabolismi ja liig - vastupidi, pärsib.

IV. Pedfak. PFS ja GNG vanuseomadused, väärtus.

RIIGI RAVI AKADEEMIA

Pea kohvik prof., MD.

Teema: Insuliini, selle retseptorite struktuur ja metabolism, glükoositransport.
Insuliini toimemehhanism ja metaboolne toime.

Teaduskonnad: meditsiiniline-profülaktiline, meditsiiniline-profülaktiline, pediaatriline. 2 kursus.

Kõhunäärme hormoonid

Kõhunääre täidab kehas kahte olulist funktsiooni: eksokriinne ja endokriinne. Eksokriinset funktsiooni täidab kõhunäärme acinaarne osa, see sünteesib ja sekreteerib kõhunäärme mahla. Endokriinset funktsiooni täidavad kõhunäärme saarekeste aparaadi rakud, mis eritavad peptiidhormoone, mis osalevad kehas paljude protsesside regulatsioonis. 1–2 miljonit Langerhansi saart moodustavad 1-2% kõhunäärme massist.

Kõhunäärme saareosas sekreteeritakse nelja tüüpi rakke, mis eritavad erinevaid hormoone: A- (või α-) rakud (25%) sekreteerivad glükagooni, B- (või β) rakud (70%) insuliini, D- (või δ-) ) rakud (+ või Ca 2+ veres; 6. sulfonüüluurea (glibenklamiid) derivaadid.

Somatostatiini mõjul väheneb insuliini sekretsioon. β-rakke mõjutab ka autonoomne närvisüsteem. Parasümpaatiline osa (vagusnärvi kolinergilised lõpud) stimuleerib insuliini vabanemist. Sümpaatiline osa (adrenaliin läbi a2 -adrenergilised retseptorid) pärsib insuliini sekretsiooni.

Insuliini sekretsioon viiakse läbi mitme süsteemi osalusel, milles põhiroll kuulub Ca 2+ ja cAMP.

Ca 2+ sisenemist tsütoplasmasse kontrollitakse mitme mehhanismi abil:

1). Kui veresuhkru kontsentratsioon tõuseb üle 6-9 mmol / L, siseneb see GLUT-1 ja GLUT-2 osalusel β-rakkudesse ja fosforüülitakse glükokinaasi poolt. Sel juhul on raku glükoos-6ph kontsentratsioon otseselt võrdeline veresuhkru kontsentratsiooniga. Glükoos-6ph oksüdeerub, moodustades ATP. ATP moodustub ka aminohapete ja rasvhapete oksüdeerumisel. Mida rohkem β-rakus on glükoosi, aminohappeid ja rasvhappeid, seda rohkem ATP neist moodustub. ATP pärsib ATP-st sõltuvaid kaaliumikanaleid membraanil, kaalium akumuleerub tsütoplasmas ja põhjustab rakumembraani depolarisatsiooni, mis stimuleerib pingestatud Ca 2+ kanalite avanemist ja Ca 2+ sisenemist tsütoplasmasse.

2). Inositooltrifosfaati (TSH) aktiveerivad hormoonid vabastavad Ca 2+ mitokondritest ja EPR-st.

cAMP moodustub ATP-st AC osalusel, mida aktiveerivad seedetrakti hormoonid, TSH, ACTH, glükagoon ja Ca2 + -kalmoduliini kompleks.

cAMP ja Ca2 + stimuleerivad alaühikute polümerisatsiooni mikrotuubuliteks (mikrotuubuliteks). CAMP mõju mikrotubulaarsele süsteemile vahendatakse mikrotubulaarsete valkude PK A fosforüülimise kaudu. Mikrotuubulid suudavad kokku tõmbuda ja lõdvestuda, liikudes graanulid plasmamembraani poole, pakkudes eksotsütoosi.

Insuliini sekretsioon vastusena glükoosistimulatsioonile on kahefaasiline reaktsioon, mis koosneb insuliini kiire ja varase vabanemise etapist, mida nimetatakse sekretsiooni esimeseks faasiks (algab 1 minuti pärast, kestab 5-10 minutit) ja teisest faasist (selle kestus on kuni 25-30 min)..

Insuliini transport. Insuliin on vees lahustuv ja plasmas kandjavalku ei ole. T1/2 plasmainsuliin on 3–10 minutit, C-peptiid umbes 30 minutit, proinsuliin 20–23 minutit.

Insuliin hävib insuliinist sõltuva proteinaasi ja glutatioon-insuliin-transhüdrogenaasi mõjul sihtkudedes: peamiselt maksas (umbes 50% insuliinist hävitatakse ühes maksas läbilaske), vähemal määral neerudes ja platsenta.

INSULIINI BIOLOOGILISED FUNKTSIOONID

Insuliin on peamine anaboolne hormoon, see mõjutab igat tüüpi ainevahetust kogu kehas. Insuliini esimene toime on aga seotud süsivesikute ainevahetusega..

Insuliini mõju glükoosi metabolismile

Insuliin stimuleerib glükoosi kasutamist rakkudes erineval viisil. Ligikaudu 50% glükoosist kasutatakse glükolüüsi protsessis, 30–40% muundatakse rasvadeks ja umbes 10% koguneb glükogeeni kujul. Nende protsesside stimuleerimise üldtulemuseks on vere glükoosikontsentratsiooni langus..

Insuliini mõju lipiidide metabolismile

Maks ja rasvkoes stimuleerib insuliin lipiidide sünteesi, pakkudes selleks protsessiks vajalikke substraate (atsetüül-CoA, glütserofosfaat ja NADPH)2 ) glükoosist. Rasvkoes pärsib insuliin lipiidide mobilisatsiooni, mis vähendab veres ringlevate rasvhapete kontsentratsiooni.

Insuliini mõju valkude metabolismile

Insuliinil on üldiselt anaboolne toime valkude metabolismile. See stimuleerib neutraalsete aminohapete tarbimist lihastes ja valkude sünteesi maksas, lihastes ja südames.

Lisaks reguleerib insuliin rakkude diferentseerumist, proliferatsiooni ja suure hulga rakkude muundamist. Insuliin toetab paljude epiteeli päritolu rakkude, sealhulgas hepatotsüütide, kasvajarakkude kasvu ja paljunemist. Insuliin suurendab fibroblastide kasvufaktori (RGF), trombotsüütide kasvufaktori (TGF), epidermise kasvufaktori (EGF), prostaglandiini (PGF) võimet.2 a) aktiveerivad vasopressiini ja cAMP analoogid rakkude paljunemist.

Insuliini peamised toimimissuunad

1. Insuliin reguleerib ainete transporti

Insuliin stimuleerib glükoosi, aminohapete, nukleosiidide, orgaanilise fosfaadi, K + ja Ca 2+ ioonide transporti rakku. Efekt avaldub väga kiiresti, mõne sekundi ja minutiga.

Glükoosi transport rakkudesse toimub GLUTi osalusel. Lihastes ja rasvkoes leitakse tsütosoolsetes vesiikulites insuliinist sõltuvat GLUT-4, insuliini puudumisel. Insuliini mõjul toimub GLUT-iga vesiikulite translokatsioon plasmamembraani ja algab glükoosi transport. Insuliini kontsentratsiooni vähenemisega naaseb GLUT-4 tsütosooli ja glükoosi transport peatub.

2. Insuliin reguleerib ensüümide sünteesi

Insuliin mõjutab enam kui 100 spetsiifilise mRNA transkriptsiooni kiirust maksas, rasvkoes, skeletilihastes ja südames. Efekt saavutatakse mõne tunni jooksul. Maksarakkudes indutseerib insuliin võtmeglükolüüsi ensüümide (glükokinaas, fruktokinaas ja püruvaat kinaas), PFS (glükoos-6f DG), lipogeneesi (tsitraatlüas, palmitaadi süntaas, atsetüül-CoA-karboksülaas), glükoositransportööre (?) Ja represseerib võtmeensüümi (ensüümi) sünteesi. FEP-karboksükinaas).

3. Insuliin reguleerib ensüümide aktiivsust

Insuliin reguleerib ensüümi aktiivsust fosforüülimise ja defosforüülimise teel. Efekt avaldub väga kiiresti, mõne sekundi ja minutiga.

· Insuliin aktiveerib peamisi glükolüüsi ensüüme: maksas, lihastes, rasvkoes - fosfofruktokinaas ja püruvaatkinaas; maksas - glükokinaas; lihastes - heksokinaas II.

· Insuliin pärsib maksas glükoos-6-fosfataasi, mis pärsib glükoneogeneesi ja glükoosi vabanemist verre.

· Insuliin aktiveerib glükogeeni süntaasi ja glükogeeni fosforülaasi fosfoproteiinfosfotaasi, mille tulemusel aktiveeritakse glükogeeni süntees ja selle lagunemine on pärsitud.

· Adipotsüütides aktiveerib insuliin lipogeneesi võtmeensüümi (atsetüülCoA-karboksülaas). Hepatotsüütides ja adipotsüütides olev insuliin aktiveerib fosfoproteiini fosfataasi, mis defosforüülib ja inaktiveerib TAG lipaasi, mis pärsib lipolüüsi.

· Insuliin vähendab aminotransferaaside ja karbamiiditsükli ensüümide aktiivsust. Insuliini viimast toimet iseloomustab RNA polümeraasi aktiivsuse suurenemine ja RNA kontsentratsioon maksas. See suurendab polüsoomide ja ribosoomide moodustumise kiirust.

· Insuliin aktiveerib PDE, mis vähendab cAMP kontsentratsiooni, katkestab kontrainsulaarsete hormoonide toimed: pärsib maksas ja rasvkoes lipolüüsi, maksas ja lihastes glükoneogeneesi.

INSULIINI TEGEVUSE MEHHANISM

Insuliin seondub membraanil asuva insuliiniretseptoriga (IR). IR leidub peaaegu igat tüüpi rakkudes, kuid kõige enam hepatotsüütides ja rasvkoes (kontsentratsioon ulatub kuni 20 000 raku kohta). IR sünteesitakse pidevalt (geen kromosoomis 19) ja hävitatakse. Pärast insuliini sidumist IR-ga sukeldatakse kogu kompleks tsütoplasmasse, jõuab lüsosoomidesse, kus insuliin hävib, IR saab hävitada ja membraan tagasi pöörduda. T1/2 IR 7-12 tundi, kuid insuliini juuresolekul väheneb 2-3 tunnini.

Insuliini kõrge kontsentratsiooni korral vereplasmas võib IR-arv väheneda lüsosoomide suurenenud hävimise tagajärjel. Samuti võib IR aktiivsus väheneda, kui see fosforüleeritakse seriini- ja treoniinijääkide juures..

Insuliiniretseptor (IR) on glükoproteiin, mis koosneb disulfiidsidemetega ühendatud 2 α ja 2 β alaühikutest. Α-subühikud (719 AK) asuvad väljaspool rakku, nad seovad insuliini ja β-subühikutel (transmembraanne valk, 620 AK) on türosiinkinaasi aktiivsus. Pärast hormooni a-alaühikute külge kinnitumist fosforüleerivad P-subühikud kõigepealt üksteist ja seejärel on rakusisesed valgud insuliini retseptori (IRS) substraadid. Tuntud on mitu sellist substraati: IRS-1, IRS-2 (fosfoproteiinid, mis koosnevad üle 1200 aminohappest), Shc, samuti mõned STAT-i perekonna valgud.

Ras-signaaliülekandetee insuliini aktiveerimine

Fosforüülitud insuliiniretseptori poolt. Ta seondub väikese tsütosoolse valguga Grb. See kombineeritakse Ras-valguga (väikeste GTP-d siduvate valkude perekonnast, inaktiivses olekus, kinnitatud plasmamembraani sisepinnale ja seondunud GDF-iga), GAP (inglise keelest GTP-ase aktiveeriv faktor - GTPaasi aktiveeriv faktor), GEF (inglise keelest. GTP vahetustegur - GTP vahetustegur) ja SOS (ingliskeelsest. seitsmetu poeg, nimetatud geenimutatsiooni järgi Drosophilas). Kaks viimast valku soodustavad HDF eraldamist Ras-valgust ja GTP lisamist sellele, moodustades Ras-i aktiivse GTP-ga seotud vormi.

Aktiveeritud Ras seostub Raf-1 proteiinkinaasiga ja aktiveerib selle mitmeastmelise protsessi abil. Aktiveeritud PK Raf-1 stimuleerib fosforüülimisreaktsioonide kaskaadi ja teiste proteiinkinaaside aktiveerimist. PK Raf-1 fosforüleerib ja aktiveerib MAPK kinaasi, mis omakorda fosforüülib ja aktiveerib mitogeeniga aktiveeritud MAPK valgu kinaase.

MAPK fosforüülib paljusid tsütoplasmaatilisi valke: PC pp90S6, ribosoomi valgud, fosfolipaas A2, STAT transkriptsiooni aktivaatorid.

Valgukinaaside aktiveerimise tagajärjel toimub ensüümide ja transkriptsioonifaktorite fosforüülimine, mis on insuliini arvukate mõjude aluseks. Näiteks:

PP pp90S6 fosforüleerib ja aktiveerib fosfoproteiinfosfataasi (FPF). FPP defosforüülib ja inaktiveerib glükogeenfosforülaasi kinaasi ja glükogeenfosforülaasi, defosforüülib ja aktiveerib glükogeeni süntaasi. Selle tulemusel aktiveeritakse glükogeeni süntees ja pärsitakse lagunemist.

Inositooltrifosfaatsüsteemi aktiveerimine

Insuliin fosforüülitud IRS-1 valgud seonduvad PL C-ga ja aktiveerivad selle.

FL C lagundab fosfatidüülinositooli, moodustades inositoolfosfaadid ja DAG.

Insuliini fosforüülitud valgud IRS-1 ja Shc seonduvad ja aktiveerivad fosfoinositool-3-kinaasi (PH-3-kinaas).

PHI-3 kinaas katalüüsib 3. positsioonis olevate inositoolfosfaatide (PHI, PHI-4-f ja PHI-4,5-bf) fosforüülimist, moodustades inositoolpolüfosfaadid: FI-3-f, FI-3,4-bf, FI-3, 4,5-tf. FI-3,4,5-TF (IF3 ) stimuleerib Ca2 + mobilisatsiooni EPR-st.

Ca 2+ ja DAG aktiveerivad spetsiifilise PK C.

Ca 2+ aktiveerib kanalikke, mis siirdavad GLUT-4 plasmamembraanile ja kiirendavad seega glükoosi transmembraanset ülekandmist rasv- ja lihaskoe rakkudesse.

Insuliini fosforüülitud valgud IRS-1 ja Shc seonduvad proteiinkinaas B-ga (PK B) ja aktiveerivad selle. PK B fosforüleerib ja aktiveerib fosfodiesteraasi (PDE). PDE katalüüsib cAMP muundamist AMP-ks, katkestades kontrainsulaarsete hormoonide toimed, mis põhjustab rasvkoes lipolüüsi ja maksas glükogenolüüsi pärssimist.

MRNA transkriptsiooni reguleerimine

STAT - spetsiaalsed valgud, on signaali kandjad ja transkriptsiooni aktivaatorid. STAT-i fosforüülimisel IR või MAPK osalusel moodustavad nad dimeere, mis transporditakse tuumasse, kus nad seonduvad spetsiifiliste DNA saitidega, reguleerivad mRNA transkriptsiooni ja valguensüümide biosünteesi.

Ras-rada aktiveerib mitte ainult insuliin, vaid ka muud hormoonid ja kasvufaktorid..

RIIGI RAVI AKADEEMIA

Pea kohvik prof., MD.

Teema: I ja II tüüpi suhkurtõbi: esinemise mehhanismid,
ainevahetushäired, tüsistused.

Teaduskonnad: meditsiiniline-profülaktiline, meditsiiniline-profülaktiline, pediaatriline.

Normaalne tühja kõhu veresuhkru tase on 3,3–5,5 mmol / L.

Hüperglükeemia - vere glükoositaseme tõus üle 6,1 mmol / L. Hüperglükeemia on füsioloogiline ja patoloogiline.

Füsioloogilise hüperglükeemia põhjused:

1) toitev, kui tarbida kergesti seeditavaid süsivesikuid. Ei ületa 11 mmol / l, normaliseerub 3 tunni jooksul;

2) stressirohke, katehhoolamiinide, glükokortikoidide, vasopressiini toimel;

3) lühiajaline füüsiline aktiivsus.

Patoloogilise hüperglükeemia põhjused:

1) krambid epilepsia, teetanusega;

2) endokriinsüsteemi häired. Kontrasensaarsete hormoonide hüperproduktsioon (hüpertüreoidism, Cushingi ja Cohni sündroomid), absoluutne või suhteline insuliinipuudus (suhkurtõbi).

Hüpoglükeemia Vere glükoosisisalduse langus alla 3,3 mmol / L. Hüpoglükeemia on füsioloogiline ja patoloogiline.

Füsioloogilise hüpoglükeemia põhjused: 1) toitev, paastumise ajal; 2) pikaajaline füüsiline aktiivsus.

Patoloogilise hüpoglükeemia põhjused: 1) endokriinsüsteemi häired liigse insuliini sisaldusega (insulinoom - β-rakkude healoomuline kasvaja, suhkruhaigetel insuliini üledoos) või kontrahormonaalsete hormoonide puudulikkusega (hüpotüreoidism, glükokortikoididefitsiit); 2) glükogenoosid, aglükogenoosid, glükogenolüüsi pärssimine; 3) madala glükoneogeneesi aktiivsusega seotud maksapuudulikkus; 4) neerupuudulikkus, mis on seotud glükoosi reabsorptsiooni kaasasündinud patoloogiaga (neeru diabeet); 5) mürgitus monoioatsetaadiga (põhjustab glükoosuria).

Suhkurtõbi (DM) on süsteemne heterogeenne haigus, mille põhjustab inuliini absoluutne või suhteline defitsiit, mis põhjustab esmalt süsivesikute ja seejärel igat tüüpi metabolismi rikkumist, mis mõjutab lõpuks kõiki keha funktsionaalseid süsteeme.

DM on laialt levinud haigus, see mõjutab 6,6% elanikkonnast, Venemaal - 5%.

DM on primaarne ja sekundaarne. Lisaks on rasedatel rikutud glükoositaluvust ja diabeeti.

Primaarne diabeet on iseseisev haigus.

Sekundaarne diabeet on sümptomaatiline, see esineb endokriinsete näärmete patoloogias (akromegaalia, feokromotsütoom, glükagoon, Cushingi sündroom, Cohn) ja pankrease patoloogias (krooniline pankreatiit, vähk, pankreaseektoomia, hemokromatoos, geneetilised sündroomid).

Arengumehhanismi kohaselt jagatakse esmane suhkruhaigus I tüüpi diabeediks (endine IDDM) ja II tüüpi diabeediks (endine NIDDM).

Mis tahes diabeedi tavalised sümptomid on janu, polüuuria, sügelev nahk ja kalduvus infektsioonidele..

Diabeedi etioloogiline klassifikatsioon (WHO 1999).

1. I tüüpi suhkurtõbi (endine IDDM)

2. II tüüpi diabeet (endine NIDDM)

3. Muud konkreetsed tüübid

ja). β-raku geneetilised defektid

b) geneetilised defektid insuliini toimel

juures). pankrease eksokriinsed haigused (pankreatiit jne)

e). Ravimite ja kemikaalide (glükokortikoidid, nikotiinhape, kilpnäärmehormoonid, tiasiidid, vakor, pentamidiin jne) põhjustatud DM

e). Infektsioonid (kaasasündinud punetised, tsütomegaloviirus jne).

g). Immuunvahendatud diabeedi ebatavalised vormid.

h). Muud diabeediga mõnikord seotud geneetilised sündroomid (Down, Turner jne).

4. Rasedusdiabeet (rase)

I TÜÜBI Diabeedid

I tüüpi diabeet on haigus, mis ilmneb kõhunäärme β-rakkude autoimmuunse hävitamise põhjustatud absoluutse insuliinipuuduse tõttu. I tüüpi diabeet mõjutab enamikku lapsi, noorukid ja kuni 30-aastased noored, kuid see võib ilmneda igas vanuses. I tüüpi diabeet on harva perekonna haigus (10–15% kõigist juhtudest).

1. Geneetiline eelsoodumus. Diabeedini viivad geneetilised defektid võivad tekkida immuunsussüsteemi rakkudes ja kõhunäärme β-rakkudes. Β-rakkudes on teada umbes 20 geeni, mis aitavad kaasa I tüüpi diabeedi arengule. 60–70% juhtudest on I tüüpi diabeet seotud DR3, DR4 ja DQ geenide esinemisega HLA piirkonna 6. HLA piirkonnas.

2. Toime β-tsütotroopsete viiruste (rõuged, punetised, leetrid, mumpsi, Coxsackie, adenoviirus, tsütomegaloviirus), keemiliste ja muude diabetogeenide β-rakkudele.

Geneetilise defekti olemasolul kogunevad β-rakkude pinnale β-tsütotroopsete viirustega sarnase aminohappejärjestusega antigeenid.

Β-tsütotroopsete viiruste nakatumise korral arenevad nende viiruste vastu immuunreaktsioonid ja sarnaste β-raku antigeenide vastu autoimmuunsed reaktsioonid. Reaktsioon hõlmab monotsüüte, T-lümfotsüüte, β-rakkude antikehi, insuliini, glutamaadi dekarboksülaasi (ensüüm 64kDa, mis asub β-rakkude membraanil). Selle tulemusel põhjustavad autoimmuunsed reaktsioonid β-rakkude surma.

Kui β-tsütotroopsed viirused või diabetogeenid toimivad HLA genotüübiga β-rakkudele, muutuvad antigeenid β-rakkude pinnal.

Autoimmuunreaktsioonid arenevad muutunud β-raku antigeenidel. Autoimmuunreaktsioonid põhjustavad β-rakkude surma.

β-tsütotroopsetel viirustel on glutamaadi dekarboksülaasi β-rakkudega sarnane aminohappeline järjestus. CD8 + lümfotsüütide (T-supressorid) geneetiline defekt ei võimalda neil vahet teha viiruse ja glutamaadi dekarboksülaasi aminohappejärjestusel, seetõttu reageerivad T-lümfotsüüdid nakkuse tekkimisel β-rakkude glutamaatdekarboksülaasile nagu viirus..

Mõned β-tsütotroopsed viirused ja keemilised diabetogeenid, näiteks nitrosoureade, nitrosamiinide, alloksaani derivaadid, mõjutavad sõltumatult ja valikuliselt β-rakke, põhjustades nende lüüsi;

I tüüpi diabeedi arengujärk

1. Geneetilise eelsoodumuse staadium. On olemas geneetilisi markereid, süsivesikute ainevahetuse häireid pole. See võib kesta terve elu;

2. Lavastage provokatiivsed sündmused. Β-tsütotroopsete viiruste nakatumine või keemiliste diabetogeenide mõjud. See kulgeb ilma kliiniliste sümptomiteta;

3. Ilmsete immuunsuse kõrvalekallete staadium. Β-rakkude vastaste segatud autoimmuunsete reaktsioonide teke. Insuliini ressursid on piisavad. See kulgeb ilma kliiniliste sümptomiteta. See areneb 2-3 kuust 2-3 aastani;

4. Etapp latentne diabeet. 75% β-rakkude surm, insuliini väike langus, hüperglükeemia treeningtestide ajal, autoimmuunprotsesside langus. See kulgeb ilma kliiniliste sümptomiteta;

5. Ilmne diabeet. 80-90% β-rakkude surm, insuliini oluline langus, tühja kõhu hüperglükeemia, puuduvad või nõrgad autoimmuunreaktsioonid. Ilmnevad kliinilised sümptomid. Arendab 2 aastat. Vajalik on insuliinravi;

6. Terminaalne diabeet. Β-rakkude täielik surm, suur vajadus insuliinravi järele, autoimmuunsed ilmingud vähenevad või mitte. Ilmnevad rasked kliinilised ilmingud, angiopaatiad. See areneb kuni 3,5 aastat;

I tüübi diabeedi metaboolsed muutused

I tüüpi diabeedi korral kaob insuliin, sest glükagooni insuliini sekretsiooni inhibiitor, glükagooni sisalduse suurenemine veres.

Muutused süsivesikute ainevahetuses

Maksas stimuleerib insuliinipuudus ja glükagooni liig glükoneogeneesi, glükogenolüüsi reaktsioone ning pärsivad glükolüüsi, PPSh ja glükogeeni sünteesi. Selle tagajärjel moodustub maksas rohkem glükoosi kui tarbitakse..

Kuna glükoneogeneesi reaktsioonid toimuvad SCA kaudu, osaleb see PVA-st, aspartaadist ja malaadist moodustunud glükoneogeneesi aktiivselt glükoneogeneesis, selle asemel, et lülitada CTK-sse. Selle tulemusel pärsitakse CTK ja DC, väheneb ATP moodustumine ja tekib energiavaegus.

Insuliinist sõltuvates kudedes (lihastes, rasvkoes) takistab insuliinipuudus glükoosi sisenemist rakkudesse ja selle kasutamist glükolüüsi, PPS ja glükogeeni sünteesi reaktsioonides. Keskküttesüsteemi ja alalisvoolu blokeerimine põhjustab ka energia puudust.

Insuliinist sõltuvate kudede glükoositarbimise vähendamine ja selle moodustumise suurendamine maksas põhjustab hüperglükeemiat. Kui hüperglükeemia ületab neeruläve kontsentratsiooni, tekib glükosuuria.

Glükoosuria - glükoosi olemasolu uriinis. Tavaliselt imenduvad neerude proksimaalsed tuubulid kogu glomerulites filtreeritava glükoosi. Kui veresuhkru tase ületab 9–10 mmol / l, pole glükoosil aega primaarsest uriinist täielikult imenduda ja see eritub osaliselt sekundaarses uriinis.

Diabeediga patsientidel võib pärast söömist veresuhkru kontsentratsioon ulatuda 300–500 mg / dl ja püsida kõrgel tasemel ka postsorbtsiooniperioodil, s.o. glükoositaluvus väheneb.

Muutused lipiidide ainevahetuses

ATP defitsiit, NADPH2, insuliin ja liigne glükagoon pärsivad lipogeneesi ja võimendavad rasvkoes lipolüüsi. Selle tulemusel tõuseb veres vabade rasvhapete kontsentratsioon, mis sisenevad maksa ja oksüdeeritakse seal atsetüül-CoA-ks. PIT puudusega atsetüülCoA-d ei saa CTK-sse lisada. Seetõttu akumuleerub see ja kulgeb alternatiivsetel viisidel: ketoonkehade (atsetoäädikhape, β-hüdroksüvõihape) ja kolesterooli sünteesil.

Tavaliselt on ketoonkehad aeroobsete kudede energiaallikas, nad muutuvad atsetüülCoA-ks, mis oksüdeeritakse CTK-ks. Kuna PAD-de defitsiit blokeerib CTK-d, kogunevad ketoonkehad verre ja põhjustavad ketoneemiat. Ketoneemia süvendab β-rakkude sekretoorset aktiivsust pärssides insuliinipuudust. Kui ketoneemia ületab neeruläve kontsentratsiooni (üle 20 mg / dl, mõnikord kuni 100 mg / dl), tekib ketonuuria. Ketoonuria - ketokehade olemasolu uriinis.

Kudedes deatsarboksüülitakse atsetoäädikhape atsetooniks, mille lõhn tuleb diabeediga patsientidelt ja on tunda isegi kaugelt.

Vere lipoproteiinid pakuvad kudede lipogeneesi substraate. Insuliinipuudus blokeerib rasvkoes lipogeneesi, pärsib vere lipoproteiinide lipaasi, takistab vere lipoproteiinide (peamiselt VLDL) lagunemist, mille tulemusel need kogunevad, põhjustades hüperlipoproteineemia.

Valkude ainevahetuse muutused

Energiavaegus, insuliinipuudus ja glükagooni liig põhjustab kehas valkude sünteesi kiiruse langust ja nende lagunemise suurenemist, mis suurendab aminohapete kontsentratsiooni veres. Aminohapped sisenevad maksa ja deamineeritakse ketohapeteks. Ketohapped kuuluvad glükoneogeneesi, mis võimendab hüperglükeemiat. Karbamiid sünteesitakse aktiivselt ammoniaagist. Vere ammoniaagi, uurea, aminohapete sisalduse suurenemine põhjustab asoteemiat - lämmastiku kontsentratsiooni suurenemist veres. Asoteemia põhjustab asotiuria - lämmastiku kontsentratsiooni suurenemist uriinis. Negatiivne lämmastiku tasakaal areneb. Valgu katabolism põhjustab müodüstroofiat ja sekundaarset immuunpuudulikkust.

Muutused vee-soola metabolismis

Kuna neerude võimalused on piiratud, pole glükoosi, ketokehade ja uurea kõrgetel kontsentratsioonidel aega primaarsest uriinist imenduda. Need tekitavad primaarses uriinis kõrge osmootse rõhu, mis takistab vee verre imendumist ja sekundaarse uriini moodustumist. Sellistel patsientidel tekib polüuuria, uriini väljund suureneb 3-4 liitrini päevas (mõnel juhul kuni 8-9 liitrini). Veekaotus põhjustab pidevat janu või polüdipsiat. Ilma sagedase joomiseta võib polüuuria põhjustada dehüdratsiooni. Uriinisisalduse kaotamine süvendab energiapuudust, võib suurendada söögiisu ja polüfaagiat. Koos primaarse uriiniga lahkuvad kehast mõned kasulikud mineraalsed komponendid, mis põhjustab mineraalide metabolismi rikkumist.

Suhkru, ketoonkehade ja uurea kõrge kontsentratsioon tekitab vereplasmas märkimisväärse osmootse rõhu, mis aitab kaasa kudede dehüdratsioonile. Lisaks veele kaotavad kuded elektrolüüdid, peamiselt K +, Na +, C1- ja NSO ioonid3 -.

Kudede gaasivahetuse muutus

Polüuuriast ja kudede dehüdratsioonist põhjustatud üldine dehüdratsioon viib perifeerse vereringe vähenemiseni, peaaju ja neerude verevoolu vähenemiseni ja hüpoksiani. Hüpoksia on põhjustatud ka Hb glükosüülimisest Hb-s.A 1 c, mis ei salli Oh2 kudedesse. Hüpoksia viib energiavaeguse ja laktaadi kuhjumiseni kehas.

Happe-aluse tasakaalu muutused

Ketokehade, laktaadi ja akumulatsiooni vähenemine uriinis vähendab vere puhvervõimet ja põhjustab atsidoosi.

I tüüpi diabeedi sümptomid

Väljendatakse üldisi sümptomeid (janu, polüuuria, naha sügelus, kalduvus infektsioonidele). Üldine nõrkus, kehakaalu langus, vähenenud töövõime, unisus. Rasvumine puudub. Suurenenud ketoatsidoosi isu asendatakse anoreksiaga. See areneb kiiresti, kalduvus ketoatsidootilise kooma tekkele.

II tüübi diabeedid

II tüübi diabeet on rühm süsivesikute ainevahetuse heterogeenseid häireid. II tüüpi diabeet ei ole insuliinisõltuv, ta ei ole altid ketoatsidootilisele koomale, sellel ei ole antikehi β-rakkude suhtes, see ei ole autoimmuunne olemus, sellel puudub seos teatud HLA fenotüüpidega. 80% rasvumine. II tüübi diabeet moodustab umbes 85–90% kõigist diabeedi juhtudest, see mõjutab inimesi, tavaliselt üle 40-aastaseid ja seda iseloomustab suur perekondlike vormide esinemissagedus (II tüübi diabeedi risk patsiendi vahetus perekonnas ulatub 50% -ni, samas kui I tüüpi diabeedil) see ei ületa 10%). II tüüpi diabeet mõjutab peamiselt arenenud riikide elanikke, eriti kodanikke.

II tüübi diabeet põhineb paljudel põhjustel. II tüüpi diabeet areneb koos:

· Insuliiniretseptorite geneetilised defektid, nende tundlikkus insuliini suhtes väheneb;

· Defektiivse madala bioloogilise aktiivsusega insuliini süntees (insuliini geeni mutatsioon: B-ahela positsioonis 24 on feniini asemel lei);

Proinsuliini insuliiniks muundamise rikkumine;

Insuliini sekretsiooni rikkumine;

Antikehade kahjustus insuliinile ja selle retseptoritele;

· Suurendage insuliini katabolismi määra;

· Kontrahormonaalsete hormoonide toime (tekitada hüpeinsulinemiat, mis põhjustab insuliiniresistentsust);

B-rakkude glükoositundliku mehhanismi rikkumine (glükokinaasi geeni mutatsioonid) jne..

II tüüpi diabeedi peamine käivitaja on rasvumine..

II astme II tüüpi diabeet

1. Geneetilise eelsoodumuse staadium. On olemas geneetilisi markereid, süsivesikute ainevahetuse häireid pole. See võib kesta terve elu;

2. Etapp-latentne diabeet. Hüperglükeemia treeningtestide ajal. See kulgeb ilma diabeedi kliiniliste sümptomiteta;

3. Selge diabeet. Paastunud hüperglükeemia. Ilmnevad kliinilised sümptomid.

II tüüpi diabeedi sümptomid

Üldised sümptomid (janu, polüuuria, sügelus, kalduvus infektsioonidele) on kerged või puuduvad. Sageli rasvumine (80–90% patsientidest).

II tüübi diabeedi metaboolsed muutused

Suhteline insuliinipuudus põhjustab metaboolseid häireid, mis on sarnased absoluutse insuliinipuudulikkusega, kuid need häired on vähem väljendunud ning II tüüpi rasvumise ja mõõduka hüperglükeemia korral on II tüüpi diabeet üldiselt asümptomaatiline..

Erinevalt absoluutsest insuliinipuudusest, suhtelise insuliinipuudusega, jääb insuliini toime rasvkoele, kus on kõrge insuliiniretseptorite sisaldus. Rasvkoes olev insuliin stimuleerib lipogeneesi, blokeerib lipolüüsi ja rasvhapete vabanemist verre, seetõttu II tüüpi diabeediga ketoatsidoosi ei täheldata, kehakaal ei vähene, pigem areneb rasvumine. Seega on ühelt poolt rasvumine kõige olulisem riskifaktor ja teiselt poolt II tüüpi diabeedi üks varasemaid ilminguid..

Kuna insuliini sünteesi tavaliselt ei kahjustata, stimuleerib kõrge veresuhkru tase insuliini sekretsiooni β-rakkudest, põhjustades hüperinsulinemiat. Kõrge insuliinikontsentratsioon põhjustab insuliiniretseptorite inaktiveerimise ja hävimise, mis vähendab kudede glükoositaluvust. Insuliin ei suuda enam glükeemiat normaliseerida, tekib insuliiniresistentsus. Samal ajal vähendab kõrge glükoosisisaldus veres β-rakkude tundlikkust glükoosile, mille tagajärjel insuliini sekretsiooni esimene faas hilineb või puudub.

II tüübi diabeedi korral täheldatakse hüperinsulinemiat (80%), arteriaalset hüpertensiooni (50%), hüperlipideemiat (50%), ateroskleroosi, neuropaatiat (15%) ja diabeetilist nefropaatiat (5%)..

Diabeedi ägedad tüsistused. Diabeetilise kooma tekkemehhanismid

Ägedad komplikatsioonid on spetsiifilised I ja II tüüpi diabeedi korral..

Esiteks ajukude dehüdratsioon, samuti närvikoes esinevad metaboolsed häired võivad põhjustada kooma vormis ägedate komplikatsioonide teket. Kooma on äärmiselt tõsine seisund, mida iseloomustab kesknärvisüsteemi sügav depressioon, püsiv teadvusekaotus, igasuguse intensiivsusega väliste stiimulite reaktsioonide kaotus. Suhkurtõve kooma võib esineda kolmel kujul: ketoatsidootilises, hüperosmolaarses ja piimhappes.

Ketoatsidootiline kooma tekib I tüüpi diabeedi korral, kui ketoonkehade kontsentratsioon tõuseb üle 100 mg / dl (kuni 400–500 mg / dl).

Hüperketoneemia viib:

1) atsidoos, mis blokeerib enamiku ensüümide, peamiselt hingamisteede, aktiivsust, mis põhjustab hüpoksiat ja ATP sünteesi langust.

2) hüperosmolaarsus, mis põhjustab kudede dehüdratsiooni ja vee-elektrolüütide tasakaalu häireid koos kaaliumi, naatriumi, fosfori, magneesiumi, kaltsiumi, vesinikkarbonaadiioonide kaotusega.

See põhjustab teatud raskusega kooma koos vererõhu langusega ja ägeda neerupuudulikkuse tekkega.

Sellest tulenev hüpokaleemia põhjustab siledate ja vöötlihaste hüpotensiooni, veresoonte toonuse langust, vererõhu langust, südame rütmihäireid, hingamislihaste hüpotensiooni koos ägeda hingamispuudulikkuse tekkega; seedetrakti atoonia koos mao pareesiga ja soolesulguse teke, areneb raske hüpoksia. Üldises suremuse põhjuses on see 2–4%.

Hüperosmolaarne kooma on iseloomulik II tüüpi diabeedile, seda täheldatakse kõrge hüperglükeemia korral. Enamikul neist on kaasuva neerupuudulikkuse tõttu kõrge hüperglükeemia, seda provotseerib stress, trauma, keha tugev dehüdratsioon (oksendamine, kõhulahtisus, põletused, verekaotus jne). Hüperosmolaarne kooma areneb aeglaselt, mitme päeva jooksul koos inimese abitusega (joomiseta kompenseerimata), kui glükoosisisaldus ulatub 30-50 mmol / l.

Hüperglükeemia aitab kaasa polüuuria tekkele, loob hüperosmootilise seisundi, mis põhjustab kudede dehüdratsiooni, põhjustades vee-elektrolüütide tasakaalu häireid.

Keha järsk dehüdratsioon oksendamise, kõhulahtisuse, polüuuriast tingitud verekaotuse ja joomise puudumise tõttu viib hüpovoleemia. Hüpovoleemia põhjustab vererõhu langust, vere hüübimist, selle viskoossuse suurenemist ja trombi moodustumise võimet. Hemodünaamika rikkumine põhjustab koe isheemiat, hüpoksia arengut, laktaadi kogunemist ja energiavaegust. Neeruisheemia põhjustab ägeda neerupuudulikkuse - anuuria - arengut. Anuuria viib jääklämmastiku kogunemiseni veres (ammoniaak, karbamiid, aminohapped), tekib hüperazoteemia. Aldosterooni kaudu toimuv hüpovoleemia vähendab NaCl eritumist uriiniga, mis põhjustab hüpernatreemiat ja hüperkloreremiat. Hüperezoteemia, hüpernatreemia ja hüperkloreemia tugevdavad hüperosmootilist seisundit ja vee-elektrolüütide tasakaalu häireid.

Energiavaegus ja vee-elektrolüütide tasakaalu häired takistavad potentsiaali teket neuronite membraanil ja närviimpulsside läbiviimist kesknärvisüsteemis, mis viib kooma tekkeni. Suremus hüperglükeemilises koomas 50%.

Laktatsidoosikooma on iseloomulik II tüüpi diabeedile, see ilmneb koos laktaadi kuhjumisega. Piimhappe juuresolekul väheneb järsult adrenoretseptorite tundlikkus katehhoolamiinide suhtes, tekib pöördumatu šokk. Ilmub metaboolne koagulopaatia, mis väljendub DIC-is, perifeerne tromboos, trombemboolia (müokardi infarkt, insult).

Atsidoos koos liigsete ketoonkehade ja laktaadiga raskendab Hb hapniku ülekandmist koesse (hüpoksia), see blokeerib enamiku ensüümide aktiivsust, peamiselt pärsitakse ATP sünteesi, aktiivset transporti ja membraanigradientide loomist, mis pärsib närviimpulsside juhtimist ja põhjustab koomat.

Suhkurtõve hilised komplikatsioonid

Suhkurtõve hilised komplikatsioonid on mittespetsiifilised (esinevad erinevat tüüpi diabeedi korral), nende hulka kuuluvad:

1. makroangiopaatia (suurte arterite ateroskleroos);

5. diabeetilise jala sündroom.

Diabeedi hiliste komplikatsioonide peamine põhjus on hüperglükeemia, hüperlipideemia ja hüperkolesteroleemia. Need põhjustavad valkude glükosüülimisel, sorbitooli moodustumisel ja ateroskleroosi aktiveerimisel veresoonte kahjustusi ning erinevate organite ja kudede talitlushäireid..

1. Mitteensümaatiline glükoos lamineerimine valk . Glükoos interakteerub valkude vabade aminorühmadega, moodustades Schiffi alused, samas kui valgud muudavad nende konformatsiooni ja funktsiooni. Valkude glükosüülimise aste sõltub nende uuenemise kiirusest ja glükoosi kontsentratsioonist.

Kristallide - läätsevalkude glükosüülimise ajal moodustavad nad multimolekulaarseid agregaate, mis suurendavad läätse murdumisvõimet. Objektiivi läbipaistvus väheneb, tekib hägusus või katarakt.

Keldrimembraanide valkude (proteoglükaanid, kollageenid, glükoproteiinid) glükosüülimise ajal on häiritud nende vahetus, korrelatsioon ja struktuuriline korraldus, keldrimembraanid paksenevad ja angiopaatiad arenevad.

Makroangiopaatiad avalduvad südame, aju, alajäsemete suurte ja keskmiste anumate kahjustuses. Keldrimembraanide ja rakudevahelise maatriksi (kollageen ja elastiin) glükosüülitud valgud vähendavad arterite elastsust. Glükosüülimine koos glükosüülitud ravimite hüperlipideemia ja hüperkolesteroleemiaga on ateroskleroosi aktiveerimise põhjuseks.

Mikroangiopaatiad on kapillaaride ja väikeste veresoonte kahjustuste tagajärg. Avaldub nefro-, neuro- ja retinopaatia vormis.

Nefropaatia areneb umbes kolmandikul diabeedihaigetest. Nefropaatia varajaste staadiumide märk on mikroalbuminuuria (30–300 mg päevas), mis hiljem areneb klassikaliseks nefrootiliseks sündroomiks, mida iseloomustab kõrge proteinuuria, hüpoalbumineemia ja tursed.

Retinopaatia, mis on diabeedi kõige tõsisem tüsistus ja kõige tavalisem pimedaksjäämise põhjus, areneb 60–80% -l diabeedihaigetest. Varases staadiumis areneb basaalretinopaatia, mis avaldub võrkkesta hemorraagiates, võrkkesta vasodilatatsioonis ja turses. Kui muutused ei mõjuta kollatähni, siis nägemiskaotust tavaliselt ei esine. Tulevikus võib areneda proliferatiivne retinopaatia, mis avaldub võrkkesta ja klaaskeha neoplasmides. Äsja moodustunud anumate habrasus ja kõrge läbilaskvus määravad silma võrkkesta või klaaskeha keha sagedased hemorraagiad. Fibroos areneb verehüüvete kohas, põhjustades võrkkesta irdumist ja nägemise kaotust.

2. Glükoosi muundamine sorbitooliks . Hüperglükeemia korral see protsess kiireneb. Reaktsiooni katalüüsib aldoosreduktaas. Sorbitooli rakus ei kasutata ja selle difusioonikiirus rakkudest on aeglane. Hüperglükeemia korral koguneb sorbitool silma võrkkestasse ja läätsesse, neerude glomerulite rakkudesse, Schwanni rakkudesse endoteeli. Suurtes kontsentratsioonides olev sorbitool on rakkudele mürgine, see põhjustab osmootse rõhu suurenemist, rakkude turset ja koe turset. Sorbitooli kogunemisega läätsesse põhjustab see kristallide järjestatud struktuuri turset ja häireid, mille tagajärjel muutub lääts häguseks.

Diabeedi diagnoosimine

Diabeedi diagnoosimisel lähtutakse diabeedi klassikalistest sümptomitest - polüuuria, polüdipsia, polüfaagia, suukuivus.

Diabeedi biokeemilised nähud on:

• tühja kõhuga glükoos kapillaarides üle 6,1 mmol / l;

• C-peptiidi tase tühja kõhuga on alla 0,4 mmol / l - see on I tüüpi diabeedi tunnus.

• Katsetage glükagooniga. Tühja kõhuga määratakse C-peptiidi kontsentratsioon (normaalne> 0,6 mmol / L), seejärel manustatakse intravenoosselt 1 mg glükagooni, 6 minuti pärast määratakse C-peptiidi kontsentratsioon (normaalne> 1,1 mmol / L)..

• glükosuuria olemasolu (määratud ravi kontrolli all hoidmiseks);

• glükoositaluvuse test (GTT), mis viiakse läbi suhkruhaiguse kliiniliste sümptomite puudumisel, kui tühja kõhu veresuhkru kontsentratsioon on normaalne. Diabeedi märk - vere glükoosisisaldus üle 11,1 mmol / l 2 tundi pärast suhkru laadimist;

Glükoositaluvuse määramine

Isik võtab glükoosilahuse (250-300 ml vett + glükoos 1 g 1 kg kehakaalu kohta). Veresuhkru kontsentratsiooni mõõdetakse 2–3 tundi 30-minutiliste intervallidega. 1 - tervel inimesel; 2 - diabeediga patsiendil.

Diabeedi hüvitise hindamiseks määrake:

• Normaalne glükosüülitud hemoglobiini tase НbА1 s mitte rohkem kui 6% Hb üldsisaldusest, kompenseeritud diabeediga NbA1 s + -kanalite kaudu, mis suurendab K + rakusisest kontsentratsiooni ja viib membraani depolariseerumiseni. Membraani depolarisatsioon kiirendab kaltsiumiioonide transporti rakku, mille tulemusel stimuleeritakse insuliini sekretsiooni..

Biguaniidid suurendavad glükoositransporterite GLUT-4 arvu rasvkoe ja lihasraku membraanide pinnal.

Insuliinravi on kohustuslik I tüüpi diabeedi korral (1-4 süsti päevas), II tüüpi diabeediga kirjutatakse mõnikord insuliini diabeedi paremaks kontrollimiseks ja ka sekundaarse absoluutse insuliinipuuduse tekkeks 10–15 aasta pärast..

Lootustandvad suhkurtõve ravimeetodid hõlmavad järgmist: pankrease saarekeste või eraldatud β-rakkude siirdamine, geneetiliselt rekonstrueeritud rakkude siirdamine, samuti pankrease saarekeste regeneratsiooni stimuleerimine.

Mõlemat tüüpi suhkurtõve korral on dieediteraapia ülimalt oluline. Nad soovitavad hästi tasakaalustatud toitumist: kirjutage 50–60% kogu süsivesikute kalorisisaldusest (erandiks peaksid olema seeditavad süsivesikud, õlu, alkohol, siirupid, koogid jne); valkude osakaalul - 15-20%; kõigi rasvade osakaaluni - mitte rohkem kui 25–30%. Toitu tuleks võtta 5-6 korda päevas.