Scambio di carboidrati

Scambio grasso

Metabolismo dei grassi - un insieme di processi di trasformazione dei grassi nel corpo. Grassi - energia e materiale plastico, fanno parte delle membrane e del citoplasma delle cellule. Una parte del grasso si accumula sotto forma di riserve nel tessuto adiposo sottocutaneo, nell'omentum grande e piccolo, e attorno ad alcuni organi interni (reni) - il 30% della massa corporea totale. La maggior parte del grasso è il grasso neutro, che è coinvolto nel metabolismo dei grassi. Fabbisogno giornaliero di grassi - 70-100 g

Alcuni acidi grassi sono indispensabili per il corpo e devono provenire dal cibo - questi sono acidi grassi polinsaturi: linolenico, linoleico, arachidonico, gamma-aminobutirrico (frutti di mare, prodotti caseari). L'acido gamma-aminobutirrico è la principale sostanza inibitoria nel sistema nervoso centrale. Grazie ad esso, vi è un regolare cambiamento delle fasi del sonno e della veglia, il corretto lavoro dei neuroni. I grassi sono divisi in animali e vegetali (oli), che sono molto importanti per il normale metabolismo dei grassi.

Fasi del metabolismo dei grassi:

1. ripartizione enzimatica dei grassi nel tratto digestivo a glicerina e acidi grassi;

2. la formazione di lipoproteine ​​nella mucosa intestinale;

3. trasporto di lipoproteine ​​nel sangue;

4. idrolisi di questi composti sulla superficie delle membrane cellulari;

5. assorbimento di glicerolo e acidi grassi nelle cellule;

6. sintesi dei propri lipidi dai grassi;

7. ossidazione dei grassi con il rilascio di energia, CO2 e acqua.

Con un'assunzione eccessiva di grasso dal cibo, entra nel glicogeno nel fegato o si deposita nella riserva. Con il cibo ricco di grassi, una persona riceve sostanze grasse - fosfatidi e stearine. I fosfatidi sono necessari per costruire membrane cellulari, nuclei e citoplasma. Sono ricchi di tessuto nervoso.

Il principale rappresentante della stearina è il colesterolo. La sua norma in plasma è 3.11 - 6.47 mmol / l. Il colesterolo è ricco di tuorlo d'uovo di gallina, burro, fegato. È necessario per il normale funzionamento del sistema nervoso, il sistema riproduttivo, da cui sono costruite le membrane cellulari e gli ormoni sessuali. In patologia, conduce all'aterosclerosi.

Metabolismo dei carboidrati: una serie di trasformazioni dei carboidrati nel corpo. Carboidrati - una fonte di energia nel corpo per uso diretto (glucosio) o la formazione di un deposito (glicogeno). Fabbisogno giornaliero: 400-500 gr.

Stadi del metabolismo dei carboidrati:

1. scomposizione enzimatica dei carboidrati alimentari in monosaccaridi;

2. assorbimento dei monosaccaridi nell'intestino tenue;

3. deposizione di glucosio nel fegato sotto forma di glicogeno o suo uso diretto;

4. la rottura del glicogeno nel fegato e il flusso di glucosio nel sangue;

5. ossidazione del glucosio con il rilascio di CO2 e acqua.

I carboidrati vengono assorbiti nel tratto digestivo sotto forma di glucosio, fruttosio e galattosio. Entrano nella vena rotatoria nel fegato, dove vengono convertiti in glucosio, che si accumula sotto forma di glicogeno. Il processo di glucosio a glicogeno nel fegato - glicogenesi.

Il glucosio è una componente costante del sangue e normalmente è di 4.44-6.67 mmol / l (80 - 120 mg /%). Aumento della glicemia - iperglicemia, diminuzione - ipoglicemia. Una diminuzione del livello di glucosio a 3,89 mmol / l (70 mg /%) provoca una sensazione di fame, fino a 3,22 mmol / l (40 mg /%) - si verificano convulsioni, delirio e perdita di coscienza (coma). Il processo di degradazione del glicogeno nel fegato a glucosio è la glicogenolisi. Il processo della biosintesi dei carboidrati dai prodotti di decomposizione dei grassi e delle proteine ​​è la glicogenesi. Il processo di scissione dei carboidrati senza ossigeno con l'accumulo di energia e la formazione di acido lattico e piruvico - glicolisi. Quando il glucosio aumenta nel cibo, il fegato lo converte in grasso, che viene poi utilizzato.

Nutrizione - un complesso processo di ricezione, digestione, assorbimento e assimilazione dei nutrienti da parte dell'organismo. Il rapporto ottimale di proteine, grassi e carboidrati per una persona sana: 1: 1: 4.

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Fasi del metabolismo dei carboidrati;

1. fase. La scissione dei polisaccaridi e il loro assorbimento nel sangue, i carboidrati entrano nel corpo con il cibo e si dividono nel duodeno e nell'intestino tenue superiore ai monosaccaridi.Per i dettagli sulla digestione e l'assorbimento dei carboidrati, vedere il manuale pp. 272-273.

2. fase. Deposizione di carboidrati: i carboidrati si depositano sotto forma di glicogeno nel fegato e nei muscoli e sotto forma di trigliceroli nel tessuto adiposo: circa il 90% dei monosaccaridi aspirati entra nel flusso sanguigno e poi nel fegato, dove si trasformano in glicogeno (garantendo così processi di glicogenesi), circa 15 % di carboidrati attraverso il sistema linfatico con l'attuale linfa diffusa a tutti i tessuti del corpo.

La violazione della deposizione di carboidrati è:

· In riduzione del deposito glucosio sotto forma di glicogeno - a) è associato a ↓ sintesi del glicogeno nelle malattie del fegato (epatite, avvelenamento da fosforo, CCl4, ipossia, ipoavitaminosi B 'e C, disturbi endocrini - diabete, morbo di Addison, tireotossicosi, ↓ tono, ps), quando gli epatociti non sono in grado di sintetizzare il glicogeno; b) nelle malattie ereditarie - aglicogenosi e glicogenosi 0, caratterizzato da un difetto dell'enzima glicogeno sintetasi, ereditato in modo autosomico recessivo; c) a causa di un aumento della disgregazione del glicogeno (glicogenolisi) in condizioni di eccitazione del SNC, febbre, stress.

· in aumento del deposito - questi includono varianti della deposizione patologica del glicogeno, a causa di difetti ereditari degli enzimi del metabolismo del glicogeno (sono noti 12 tipi di glicogenosi, vedi il libro di testo 274-275)

Una delle più importanti manifestazioni di violazione della deposizione di carboidrati è ipoglicemia.

3. fase. Il metabolismo intermedio dei carboidrati comprende tutte le trasformazioni dei carboidrati dal momento in cui entrano nella cellula fino alla formazione dei prodotti finali di CO2 e H2A proposito di:

- glicolisi - ossidazione anaerobica del glucosio a piruvato e lattato;

- decomposizione aerobica della decarbossilazione glu - ossidativa del piruvato in ac - Co A (il piruvato viene convertito usando il complesso complesso enzimatico - sistema piruvato deidrogenasi, di cui la vitamina B è un coenzima);

- TsTK- richiede anche il coenzima -vitamina B 'per determinati enzimi di questa via metabolica;

- ciclo di pentoso fosfato o shunt che fornisce NADPH2, necessario per la sintesi di acidi grassi, colesterolo e ormoni steroidei e ribosio-5-fosfato, che può essere utilizzato nella biosintesi di RNA e DNA.

I disordini intermedi del metabolismo consistono nel passaggio delle vie metaboliche del glucosio aerobico alla decomposizione anaerobica, che si osserva quando:

· Patologia dell'apparato respiratorio e sistema cardiovascolare

· Ipoavitaminosi B 'e C

Le conseguenze della violazione dei 3 stadi del metabolismo dei carboidrati comprendono: a) acidosi metabolica, dovuta all'accumulo di lattato e piruvato; b) ↓ ats-Co A, e quindi ↓ formazione di ATP, NADF · H2 e ↓ sintesi di acetilcolina; c) ↓ dell'attività del ciclo del pentoso fosfato, che porta alla ↓ sintesi di colesterolo, FA, NA, ormoni.

4. fase. Isolamento mediante glucosio e suo riassorbimento - le violazioni di questo stadio consistono in:

· riducendo il filtraggio del glu in caso di insufficienza renale o di insufficienza ematica renale ↓, quando il glucosio è assente nelle urine anche con glicemia che supera la soglia renale (8,8-9,9 mmol / l), poiché in queste condizioni viene filtrato meno glucosio e tutto ha tempo per riassorbirsi in prossimale tubuli dei reni;

· nell'aumentare il filtraggio del glu, cosa si osserva nella glicosuria renale;

· In riduzione del riassorbimento della colla nel caso della nefropatia, quando il glucosio può comparire nelle urine anche in condizioni di normoglicemia, a causa di questi fatti, è impossibile fare una diagnosi di diabete solo dal livello di glucosio nelle urine.

Regolazione del metabolismo dei carboidrati.

Il livello di glucosio nel sangue è il fattore più importante nell'omeostasi dell'organismo nel suo complesso e il criterio dell'adeguatezza della regolazione del metabolismo dei carboidrati. I livelli normali di glucosio nel sangue vengono mantenuti dal sistema nervoso centrale, dall'intestino, dal fegato, dai reni, dal pancreas, dalle ghiandole surrenali, dal tessuto adiposo e da altri organi.

Se il metabolismo dei carboidrati è compromesso, l'iperglicemia (concentrazione di glu> 5,5 mmol / l) e l'ipoglicemia (concentrazione di glu 2 + reticolo endoplasmatico) possono svilupparsi.

L'effetto metabolico del complesso di insulina comprende 8 effetti sul metabolismo di carboidrati, lipidi, proteine, NK (per conoscerli - libro di testo a pagina 278-279).

Effetti dell'insulina: 1) ect-t permeabilità delle membrane cellulari nei muscoli e tessuto adiposo per glu, sodio ioni, potassio, AK, per i corpi chetonici nei muscoli;

2) aumento della glicogenesi nel fegato attraverso l'attivazione della glicogeno sintetasi;

3) attiva l'enzima esochinasi, che fosforila glu;

4) riduce la glicogenolisi, inibendo l'attività della fosfatasi e della fosforilasi;

5) riduce l'attività degli enzimi gluconeogenesi;

6) attiva la sintesi proteica;

7) migliora la sintesi dei trigliceridi dai carboidrati;

8) accelera l'uso di glitch nel TCA e PFS.

Pertanto, l'insulina è un ormone anabolico, che fornisce un effetto anti-catabolico nel metabolismo.

test_kontrol_2001_s_otvetami

1. Epatite virale acuta "A".

2. Epatite virale acuta "B".

3. Danno epatico alcolico

4. Ittero ostruttivo.

5. Ittero emolitico.

La quota di bilirubina non coniugata nella bilirubina totale è superiore al 90%

1. Malattie di Gilbert

2. Epatite cronica persistente

3. Capezzolo del cancro Vater.

4. Ittero da ostruzione.

5. Epatite virale acuta.

In un paziente con ittero, un aumento dell'attività sierica

5`-nucleotidasi> GGTP> ALP> ALT> AST è la più caratteristica di

1. Epatite virale acuta "A".

2. Epatite virale acuta "B".

3. Danni al fegato alcolici.

4. Ittero ostruttivo.

5. Ittero emolitico.

Il test informativo della sindrome citolitica è

aumento dell'attività sierica

4. GGTP, sorbitolo deidrogenasi.

5. Tutto quanto sopra.

Un indicatore informativo di una diminuzione dell'abilità sintetica del fegato è

1. Aumento dell'albumina.

2. Diminuzione dell'attività delle transaminasi.

3. Diminuzione della protrombina.

4. Potenziamento del fibrinogeno.

5. Tutto quanto sopra.

Fornisce il citocromo P-450 dell'epatocita

1. Sintesi di glicogeno.

2. Disintossicazione xenobiotica.

3. Sintesi di acidi grassi.

4. Sintesi di acidi biliari.

5. Tutto quanto sopra è corretto.

Un aumento del siero è caratteristico dell'effetto tossico dell'alcool sul fegato.

2. Prodotti di degradazione della fibrina.

3. Attività GGTP.

4. Attività colinesterasi.

5. Attività della fosfatasi acida.

La più alta attività di AsAT negli epatociti viene rilevata in:

3. Apparato di Golgi.

5. Membrana al plasma.

Con la sconfitta degli epatociti, il più grande aumento relativo del siero

L'aumentata attività sierica di sorbitolo deidrogenasi è caratteristica di

1. malattie cardiache

2. Malattia del fegato.

3. Malattie dei muscoli scheletrici.

4. danno renale.

5. Malattie del pancreas.

La classificazione internazionale divide i fermeniti in sei classi.

secondo il loro

1. Massa molecolare

2. Specificità del substrato.

3. L'efficacia della catalisi.

4. Tipo di reazione catalizzata.

5. affiliazione di organi

L'attività della fosfatasi acida è maggiore nel siero rispetto al plasma, dal momento che

1. L'enzima viene rilasciato dalle piastrine quando si forma un coagulo..

2. Nel plasma, l'enzima viene assorbito dal fibrinogeno.

3. La perdita di polimerizzazione enzimatica si verifica nel plasma.

4. Nel siero, l'enzima viene attivato.

5. Gli inibitori enzimatici sono presenti nel plasma.

Un paziente con dolore acuto al torace o all'addome

aumento relativo dell'attività sierica di QA> AST> ALT >>

GGTP> amilasi. La diagnosi più probabile

1. Pancreatite acuta.

2. Epatite virale acuta.

3. Colica renale.

4. Infarto miocardico

5. Pleurite acuta.

Un paziente con dolore acuto al torace o all'addome

aumento relativo dell'attività della lipasi sierica> amilasi >>

ALT> AST >> KK. La diagnosi più probabile

1. Pancreatite acuta.

2. Epatite virale acuta.

3. Colica renale.

4. Infarto miocardico.

5. Pleurite acuta.

Un paziente con dolore acuto al torace o all'addome

aumento dell'attività ALT sierica> GGTP>

AST> amilasi >> KK. Questo è tipico per

1. Pancreatite acuta.

2. Colica renale.

3. Patologia epatocellulare.

4. Infarto miocardico.

5. Embolia polmonare.

Più indicativo di un aumento del riassorbimento osseo

è un aumento dell'attività sierica

1. Fosfatasi alcalina.

4. Fosfatasi acida resistente al tartrato.

Nel cancro alla prostata, aumenta in modo predominante

3. Fosfatasi alcalina.

4. Fosfatasi acido tartrato.

Per la diagnosi di ittero ostruttivo, è consigliabile determinare

attività sierica

2. isoenzimi LDH.

5. Gli isoenzimi della creatina chinasi.

L'enzima secreto nel sangue è

2. Fosfatasi alcalina.

I marcatori di colestasi sono

2. Gli isoenzimi della LDH e della creatina chinasi.

3. Istidasi, urochinasi.

4. 5`-nucleotidasi, GGTP, fosfatasi alcalina.

5. Tutti gli enzimi di cui sopra.

L'emolisi dei globuli rossi aumenta l'attività

Il mediatore intracellulare dell'azione degli ormoni può essere

5. Tutto quanto sopra è vero..

Gli ormoni possono essere

5. Una qualsiasi delle sostanze elencate.

1. Abbassa i livelli di calcio nel sangue.

2. Aumenta i livelli di calcio nel sangue.

3. Aumenta i livelli sierici di fosforo.

4. Non influenza il livello di calcio e fosforo nel siero.

5. Interferisce con l'escrezione di calcio e fosforo con l'urina.

Il livello di aldosterone nel siero del sangue è interessato

1. Posizione del corpo.

2. Contenuto di sodio nel cibo.

3. Rinnova il livello del plasma.

4. Contenuto di potassio nel plasma.

5. Tutto quanto sopra.

I livelli sierici di aldosterone aumentano con

1. Sindrome di Conn.

2. Malattia di cuore ipertensiva (forma maligna).

3. Iperplasia della corteccia surrenale.

4. Tutte queste malattie.

5. Nessuna delle malattie elencate.

Disturbi della deposizione di carboidrati

Normalmente, i carboidrati si depositano sotto forma di glicogeno. La molecola di glicogeno può contenere fino a un milione di monosaccaridi. In questo caso, la cristallizzazione del glicogeno si verifica, per così dire, e non ha un effetto osmotico. Questa forma è adatta per la conservazione in una gabbia. Se un tale numero di molecole di glucosio fosse sciolto, la cellula si spezzerebbe a causa delle forze osmotiche. Il glicogeno è una forma depositata di glucosio. È contenuto in quasi tutti i tessuti. Soprattutto un sacco di fegato e muscoli, nelle cellule del sistema nervoso la quantità di glicogeno è minima. Il glicogeno muscolare viene utilizzato come fonte di energia durante un intenso sforzo fisico. La glicogenolisi epatica si attiva in risposta a una diminuzione della concentrazione di glucosio durante le pause di un pasto o in risposta a effetti stressanti. I principali ormoni che attivano la glico-genolisi sono glucagone, adrenalina (epinefrina) e cortisolo.

Regolazione ormonale della glicogenolisi

Effetto sulla glicogenolisi

Midollo surrenale

I disturbi della deposizione di carboidrati, in primo luogo, comprendono una diminuzione della sintesi del glicogeno, un aumento della scissione del glicogeno e una deposizione patologica del glicogeno.

Diminuzione della sintesi del glicogeno. Tra i fattori eziologici rilevati, in primo luogo, danno tossico agli epatociti (microflora batterica e virale, avvelenamento da fosforo, tetracloruro di carbonio, ecc.). In secondo luogo, la mancanza di ossigeno e, di conseguenza, una marcata diminuzione dell'efficienza della formazione di ATP. In terzo luogo, riducendo il tono del sistema nervoso parasimpatico. In quarto luogo, ipovitaminosi B e C. Il quinto gruppo etiologico comprende le malattie endocrine - diabete mellito, tireotossicosi, insufficienza surrenalica (morbo di Addison).

Aumento della degradazione del glicogeno. L'aumento della glicogenolisi nel fegato avviene prima, sullo sfondo di una maggiore attività del sistema nervoso simpatico; in secondo luogo, con una maggiore produzione di ormoni - stimolanti della glicogenolisi (adrenalina, glucagone, tiroxina e ormone somatotropo). Un aumento degli effetti simpatici e una maggiore concentrazione nel sangue degli ormoni che stimolano la glicogenolisi sono osservati con intenso lavoro muscolare, shock, febbre e sforzo emotivo.

Deposizione glicogenica patologica. Questo è un gruppo di malattie ereditarie in cui, a causa di difetti genetici di alcuni enzimi del metabolismo del glicogeno, il suo accumulo eccessivo si verifica in vari organi, principalmente nel fegato e nei muscoli scheletrici. In alcuni tipi di glicogenosi, il glicogeno viene sintetizzato con una struttura alterata. Sono descritte 12 forme di glicogenosi. I più comuni sono:

Disturbi della deposizione di carboidrati

Disturbi del metabolismo dei carboidrati

I disturbi del metabolismo dei carboidrati sono classificati in base alle fasi del processo. Ci sono molte di queste fasi:

1. Assunzione di cibo nel tratto gastrointestinale, suddivisione in monosaccaridi nel duodeno e nell'intestino tenue superiore e loro assorbimento nel sangue.

2. Deposizione di carboidrati.

H. Metabolismo dei carboidrati intermedi:

- digestione gassosa anaerobica e aerobica;

- il processo di gluconeogenesi (sintesi del glucosio da precursori non carboidrati).

4. Isolamento del glucosio attraverso l'apparato glomerulare dei reni con urina primaria (provvisoria) e suo completo riassorbimento nei tubuli renali.

Violazione della rottura e dell'assorbimento dei carboidrati

Violazione della rottura dei carboidrati. In un corpo sano, l'idrolisi di glicogeno e amido alimentare inizia nella cavità orale sotto l'influenza della saliva α-amilasi. I monosaccaridi possono essere assorbiti nella cavità orale. Nello stomaco non ci sono enzimi che idrolizzano i carboidrati. Nella cavità dell'intestino tenue sotto l'influenza del succo pancreatico α-amilasico, si idrolizzano a destrina e maltosio (digestione addominale). Sulla superficie dei microvilli degli enterociti si trovano i seguenti enzimi: sucrasi, maltasi, lattasi, isomaltasi e altri che scompongono destrine e disaccaridi in monosaccaridi (digestione parietale).

Tra i difetti più tipici si può attribuire la mancanza di enzimi disaccaridasi: sucrasi e isomaltasi, che si manifestano sempre in combinazione. Di conseguenza, il saccarosio e i disaccaridi isomaltosici non vengono scissi e non vengono assorbiti dall'organismo. I disaccaridi che si accumulano nel lume intestinale si associano osmoticamente a una quantità significativa di acqua, che causa diarrea (diarrea). In queste condizioni, è anche possibile che le cellule epiteliali assorbano una certa quantità di disaccaridi. Tuttavia, rimangono metabolicamente inattivi e in una forma invariata vengono espulsi piuttosto rapidamente nelle urine. In caso di difetti dell'attività disaccaridasi, il carico di disaccaride non causa iperglicemia nell'intervallo di 30-90 minuti, come nel caso di persone sane.

Disturbi di aspirazione. Nelle persone sane, i monosaccaridi come il glucosio, il galattosio, il fruttosio e il pentoso vengono assorbiti dai microvilli delle piccole cellule epiteliali intestinali. La transizione dei monosaccaridi attraverso la membrana delle cellule epiteliali avviene mediante trasporto attivo secondario con la partecipazione obbligatoria di una pompa di sodio dipendente da ATP e di un vettore specifico. Nel caso del trasporto attivo secondario, l'energia di un gradiente elettrochimico creato per un'altra sostanza (ioni sodio) viene utilizzata per trasferire un composto (ad esempio glucosio).

Tra i fattori eziologici dei disturbi dell'assorbimento dei carboidrati si distinguono i seguenti gruppi:

1) infiammazione della mucosa dell'intestino tenue;

2) l'azione delle tossine che bloccano il processo di fosforilazione e defosforilazione (phloridzin, monoiodoacetate);

H) mancanza di ioni Na +, ad esempio, in caso di ipofunzione della corteccia surrenale;

4) violazione dell'afflusso di sangue alla parete intestinale;

5) nei neonati e nei neonati, è possibile un'attività insufficiente degli enzimi digestivi e dei sistemi enzimatici di fosforilazione e defosforilazione dei carboidrati. Ad esempio, presentiamo la sindrome da intolleranza al lattosio senza un deficit di enzima lattasi e sindrome da deficit di lattasi congenita.

La sindrome da intolleranza al lattosio senza deficienza dell'enzima lattasi appare maligna nei primi giorni dopo la nascita sotto forma di grave diarrea, vomito, acidosi, lattosuria e spesso proteinuria. Sono anche rilevati atrofia delle ghiandole surrenali e del fegato, degenerazione dei tubuli renali.

Carenza congenita di lattasi. Nelle persone sane, la lattasi scompone il lattosio in glucosio e galattosio. I neonati di solito ottengono 50-60 g di lattosio (con latte) al giorno. La manifestazione più caratteristica del deficit di lattasi è la diarrea dopo aver bevuto latte. Il lattosio non idrolizzato entra nelle parti inferiori dell'intestino tenue, dove viene fermentato con microflora intestinale per formare gas (che causa flatulenza) e acidi. La loro azione osmotica attrae una grande quantità di acqua nella cavità intestinale, che causa la diarrea. Allo stesso tempo, le feci hanno un valore pH acido e contengono lattosio, a volte si osserva lattosuria. Nel tempo, il bambino sviluppa ipotrofia. Questa sindrome deve essere distinta dal deficit di lattasi acquisito (con enterite, malattie infiammatorie dell'intestino crasso, sprue) e dal deficit di lattasi intestinale, che si verifica negli adulti.

Disturbi della deposizione di carboidrati

Normalmente, i carboidrati si depositano sotto forma di glicogeno. La molecola di glicogeno può contenere fino a un milione di monosaccaridi. In questo caso, la cristallizzazione del glicogeno si verifica, per così dire, e non ha un effetto osmotico. Questa forma è adatta per la conservazione in una gabbia. Se un tale numero di molecole di glucosio fosse sciolto, la cellula si spezzerebbe a causa delle forze osmotiche. Il glicogeno è una forma depositata di glucosio. È contenuto in quasi tutti i tessuti. Soprattutto un sacco di fegato e muscoli, nelle cellule del sistema nervoso la quantità di glicogeno è minima. Il glicogeno muscolare viene utilizzato come fonte di energia durante un intenso sforzo fisico. La glicogenolisi epatica si attiva in risposta a una diminuzione della concentrazione di glucosio durante le pause di un pasto o in risposta a effetti stressanti. I principali ormoni che attivano la glico-genolisi sono glucagone, adrenalina (epinefrina) e cortisolo.

Data di inserimento: 2016-01-07; Visualizzazioni: 394; LAVORO DI SCRITTURA DELL'ORDINE

Regolazione ormonale del metabolismo dei carboidrati e dei grassi

Le principali risorse energetiche di un organismo vivente: i carboidrati e i grassi hanno un'alta riserva di energia potenziale, facilmente estraibile da essi nelle cellule mediante trasformazioni cataboliche enzimatiche. L'energia rilasciata nel processo di ossidazione biologica dei carboidrati e dei prodotti del metabolismo dei grassi, così come la glicolisi, è convertita in misura significativa nell'energia chimica dei legami fosfatici dell'ATP sintetizzato.

L'energia chimica dei legami ad alta energia, accumulata nell'ATP, a sua volta, viene spesa su vari tipi di lavoro cellulare - creando e mantenendo gradienti elettrochimici, contrazione muscolare, processi di secrezione e determinati processi di trasporto, biosintesi delle proteine, acidi grassi, ecc. Oltre alla funzione "carburante", carboidrati e grassi, insieme alle proteine, svolgono il ruolo di importanti fornitori di materiali da costruzione, plastici che fanno parte delle strutture principali della cellula - acidi nucleici, proteine ​​semplici, glicoproteine, un numero di lipidi, ecc.

L'ATP, sintetizzato a causa della rottura di carboidrati e grassi, non solo fornisce alle cellule l'energia necessaria per il lavoro, ma è anche una fonte di formazione di cAMP e partecipa anche alla regolazione dell'attività di molti enzimi, lo stato delle proteine ​​strutturali, garantendo la loro fosforilazione.

I substrati di carboidrati e lipidi utilizzati direttamente dalle cellule sono monosaccaridi (principalmente glucosio) e acidi grassi non esterificati (NEFA), e anche corpi chetonici in alcuni tessuti. Le loro fonti sono prodotti alimentari che vengono assorbiti dall'intestino, depositati in organi sotto forma di glicogeno, carboidrati e lipidi sotto forma di grassi neutri, nonché precursori non carboidrati, principalmente amminoacidi e glicerolo, che formano carboidrati (gluconeogenesi).

Fegato e tessuto adiposo (adiposo) appartengono agli organi depositanti nei vertebrati, fegato e reni agli organi di gluconeogenesi. Negli insetti, il corpo grasso è l'organo di deposito. Inoltre, alcuni pezzi di ricambio o altri prodotti immagazzinati o prodotti in una cella funzionante possono essere fonti di glucosio e NEFA. Diversi modi e fasi del metabolismo dei carboidrati e dei grassi sono interconnessi da numerose influenze reciproche. La direzione e l'intensità del flusso di questi processi metabolici dipendono da un numero di fattori esterni e interni. Questi includono, in particolare, la quantità e la qualità del cibo consumato e i ritmi del suo ingresso nel corpo, il livello di attività muscolare e nervosa, ecc.

L'organismo animale si adatta alla natura del regime alimentare, al carico nervoso o muscolare con l'aiuto di un complesso insieme di meccanismi di coordinamento. Pertanto, il controllo del flusso di varie reazioni del metabolismo dei carboidrati e dei lipidi viene effettuato a livello della cellula dalle concentrazioni dei rispettivi substrati ed enzimi, nonché dal grado di accumulo dei prodotti di una particolare reazione. Questi meccanismi di controllo si riferiscono ai meccanismi di autoregolazione e sono implementati sia negli organismi unicellulari che multicellulari.

Nel secondo caso, la regolazione dell'utilizzo di carboidrati e grassi può avvenire a livello delle interazioni intercellulari. In particolare, entrambi i tipi di metabolismo sono mutuamente controllati reciprocamente: i NEFA nei muscoli inibiscono la degradazione del glucosio, mentre i prodotti della degradazione del glucosio nel tessuto adiposo inibiscono la formazione di NEFA. Negli animali più altamente organizzati, appare uno speciale meccanismo intercellulare di regolazione del metabolismo interstiziale, che è determinato dalla comparsa nel processo evolutivo del sistema endocrino, che è di fondamentale importanza nel controllare i processi metabolici dell'intero organismo.

Tra gli ormoni coinvolti nella regolazione del metabolismo dei grassi e dei carboidrati nei vertebrati, i seguenti occupano un posto centrale: gli ormoni del tratto gastrointestinale, che controllano la digestione del cibo e l'assorbimento dei prodotti digestivi nel sangue; insulina e glucagone sono regolatori specifici del metabolismo interstiziale di carboidrati e lipidi; L'ormone della crescita e funzionalmente associato ad esso "somatomedina" e CIF, glucocorticoidi, ACTH e adrenalina sono fattori di adattamento non specifico. Va notato che molti di questi ormoni sono anche direttamente coinvolti nella regolazione del metabolismo delle proteine ​​(vedi Capitolo 9). Il tasso di secrezione di questi ormoni e l'attuazione dei loro effetti sui tessuti sono correlati.

Non possiamo soffermarci in modo specifico sul funzionamento dei fattori ormonali del tratto gastrointestinale secreto nella fase neuroumorale della secrezione. I loro effetti principali sono ben noti dal corso di fisiologia generale di esseri umani e animali e, inoltre, sono già del tutto citati nel cap. 3. Soffermiamoci sulla regolazione endocrina del metabolismo interstiziale di carboidrati e grassi.

Ormoni e regolazione del metabolismo dei carboidrati interstiziali. Un indicatore integrale dell'equilibrio del metabolismo dei carboidrati nel corpo dei vertebrati è la concentrazione di glucosio nel sangue. Questo indicatore è stabile e rappresenta circa il 100 mg% (5 mmol / l) nei mammiferi. Le sue deviazioni nella norma di solito non superano il ± 30%. Il livello di glucosio nel sangue dipende, da un lato, dall'afflusso del monosaccaride nel sangue principalmente dall'intestino, dal fegato e dai reni e dall'altra dal suo deflusso nei tessuti di lavoro e di deposito (Fig. 95).

L'afflusso di glucosio dal fegato e dai reni è determinato dal rapporto tra attività della glicogeno fosforilasi e reazione del glicogeno sintetasi nel fegato, il rapporto tra l'intensità della decomposizione del glucosio e l'intensità della gluconeogenesi nel fegato e in parte nel rene. L'entrata del glucosio nel sangue è direttamente correlata ai livelli della reazione alla fosforilasi e ai processi della gluconeogenesi.

Il deflusso di glucosio dal sangue nel tessuto dipende direttamente dalla velocità del suo trasporto nelle cellule muscolari, adipose e linfoidi, le cui membrane creano una barriera alla penetrazione del glucosio in esse (ricordiamo che le membrane di fegato, cervello e cellule renali sono facilmente permeabili al monosaccaride); utilizzo metabolico del glucosio, che a sua volta dipende dalla permeabilità della membrana ad esso e dall'attività degli enzimi chiave della sua scomposizione; la conversione del glucosio in glicogeno nelle cellule del fegato (Levin et al., 1955; Newholm, Randle, 1964; Foa, 1972).

Tutti questi processi associati al trasporto e al metabolismo del glucosio sono direttamente controllati da un complesso di fattori ormonali.

I regolatori ormonali del metabolismo dei carboidrati mediante l'azione sulla direzione generale del metabolismo e della glicemia possono essere suddivisi in due tipi. Il primo tipo di ormoni stimola l'utilizzo del glucosio da parte dei tessuti e la sua deposizione sotto forma di glicogeno, ma inibisce la gluconeogenesi e, di conseguenza, provoca una diminuzione della concentrazione di glucosio nel sangue.

L'ormone di questo tipo di azione è l'insulina. Il secondo tipo di ormone stimola la rottura del glicogeno e della gluconeogenesi e, quindi, causa un aumento del glucosio nel sangue. Gli ormoni di questo tipo includono glucagone (oltre a secretina e VIP) e adrenalina. Gli ormoni del terzo tipo stimolano la gluconeogenesi nel fegato, inibiscono l'utilizzazione del glucosio da parte di diverse cellule e, sebbene aumentino la formazione di glicogeno da parte degli epatociti, a causa della predominanza dei primi due effetti, di norma aumentano anche il livello di glucosio nel sangue. Gli ormoni di questo tipo includono glucocorticoidi e GH - "somatomedine". Tuttavia, avendo un effetto unidirezionale sui processi della gluconeogenesi, la sintesi di glicogeno e glicolisi, glucocorticoidi e ormone della crescita - le somatomedine hanno un effetto diverso sulla permeabilità delle membrane cellulari del muscolo e del tessuto adiposo rispetto al glucosio.

Secondo la direzione d'azione sulla concentrazione di glucosio nel sangue, l'insulina è un ormone ipoglicemico (ormone "riposo e saturazione"), mentre gli ormoni del secondo e terzo tipo sono iperglicemici (ormoni "stress e digiuno") (Fig. 96).

L'insulina può essere definita assimilazione ormonale e deposito di carboidrati. Uno dei motivi per l'aumentato utilizzo del glucosio nei tessuti è la stimolazione della glicolisi. È effettuato, possibilmente, al livello di attivazione degli enzimi chiave di glycolysis di hexokinase, particolarmente una delle sue quattro isoforme conosciute, hexokinase II e glucokinase (Weber, 1966; Ilyin, 1966, 1968). Apparentemente, l'accelerazione della via del pentoso fosfato allo stadio della reazione glucosio-6-fosfato deidrogenasi gioca anche un certo ruolo nello stimolare il catabolismo del glucosio da parte dell'insulina (Leites, Lapteva, 1967). Si ritiene che nella stimolazione dell'assorbimento del glucosio da parte del fegato durante iperglicemia alimentare sotto l'influenza dell'insulina, l'induzione ormonale dell'enzima epatico glucochinasi, che selettivamente fosforila il glucosio ad alte concentrazioni, svolge un ruolo importante.

Il motivo principale per la stimolazione dell'utilizzo del glucosio da parte delle cellule muscolari e adipose è principalmente l'aumento selettivo della permeabilità delle membrane cellulari al monosaccaride (Lunsgaard, 1939; Levin, 1950). In questo modo si ottiene un aumento della concentrazione di substrati per la reazione esochinasi e la via del pentoso fosfato.

Una maggiore glicolisi sotto l'influenza dell'insulina nel muscolo scheletrico e nel miocardio gioca un ruolo significativo nell'accumulo di ATP e nel garantire il funzionamento delle cellule muscolari. Nel fegato, l'aumento della glicolisi sembra essere importante non tanto per aumentare l'inclusione del piruvato nel sistema respiratorio del tessuto, quanto piuttosto per accumulare acetil CoA e malonil CoA come precursori della formazione di acidi grassi poliatomici, e quindi trigliceridi (Newsholm, Start, 1973).

Anche il glicerofosfato formatosi durante la glicolisi è incluso nella sintesi del grasso neutro. Inoltre, la stimolazione ormonale della reazione glucosio-6-fosfato deidrogenasi, che porta alla formazione di NADPH, un cofattore riducente necessario per la biosintesi degli acidi grassi e del glicerolo fosfato, gioca un ruolo importante nel fegato e specialmente nel tessuto adiposo per aumentare il livello di lipogenesi dal glucosio. Nei mammiferi, solo il 3-5% del glucosio assorbito viene convertito in glicogeno epatico e oltre il 30% viene accumulato sotto forma di grasso depositato negli organi depositanti.

Pertanto, la principale direzione d'azione dell'insulina sulla glicolisi e sulla via pentoso-fosfato nel fegato e specialmente nel tessuto adiposo è ridotta alla formazione di trigliceridi. Nei mammiferi e negli uccelli degli adipociti e nei vertebrati inferiori degli epatociti, il glucosio è una delle principali fonti di trigliceridi depositati. In questi casi, il significato fisiologico della stimolazione ormonale di utilizzo dei carboidrati è ridotto in larga misura alla stimolazione della deposizione lipidica. Allo stesso tempo, l'insulina influenza direttamente la sintesi del glicogeno - la forma depositata di carboidrati - non solo nel fegato, ma anche nei muscoli, nei reni e, possibilmente, nel tessuto adiposo.

L'ormone ha un effetto stimolante sulla formazione di glicogeno, aumenta l'attività della glicogeno sintetasi (la transizione della forma D inattiva alla forma I attiva) e inibisce la glicogeno fosforilasi (la transizione della forma 6 inattiva alla forma L) e quindi inibisce la glicogenogenesi nelle cellule (Fig. 97). Entrambi gli effetti dell'insulina su questi enzimi nel fegato sono mediati, apparentemente, dall'attivazione della proteinasi di membrana, dall'accumulo di glicopeptidi e dall'attivazione della fosfodiesterasi del cAMP.

Un'altra importante direzione dell'azione dell'insulina sul metabolismo dei carboidrati è l'inibizione dei processi di gluconeogenesi nel fegato (Krebs, 1964; Ilyin, 1965; Ixton et al., 1971). L'inibizione della gluconeogenesi da parte dell'ormone viene effettuata a livello di riduzione della sintesi di enzimi chiave fosfoenolpiruvato carbossibinasi e fruttosio-16-difosfatasi. Questi effetti sono anche mediati da un aumento del tasso di formazione di glicopeptidi - mediatori ormonali (Fig. 98).

Il glucosio in qualsiasi condizione fisiologica è la principale fonte di energia per le cellule nervose. Con un aumento della secrezione di insulina, vi è un certo aumento dell'assorbimento di glucosio da parte del tessuto nervoso, apparentemente a causa della stimolazione della glicolisi in esso. Tuttavia, a concentrazioni elevate dell'ormone nel sangue, causano ipoglicemia, si verifica la carenza di carboidrati nel cervello e l'inibizione delle sue funzioni.

Dopo l'introduzione di dosi molto elevate di insulina, una profonda inibizione dei centri cerebrali può portare prima allo sviluppo di convulsioni, quindi alla perdita di coscienza e ad un calo della pressione sanguigna. Questa condizione, che si verifica quando la concentrazione di glucosio nel sangue al di sotto del 45-50 mg%, è chiamata shock insulinico (ipoglicemico). La risposta convulsa e shock all'insulina è utilizzata per la standardizzazione biologica dei preparati insulinici (Smith, 1950; Stewart, 1960).

Medicina, salute: disturbi del metabolismo dei carboidrati, guida allo studio

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Disturbi del metabolismo dei carboidrati

Disturbi del metabolismo dei carboidrati

I disturbi del metabolismo dei carboidrati sono classificati in base alle fasi del processo. Ci sono molte di queste fasi:

1. Assunzione di cibo nel tratto gastrointestinale, suddivisione in monosaccaridi nel duodeno e nell'intestino tenue superiore e loro assorbimento nel sangue.

2. Deposizione di carboidrati.

H. Metabolismo dei carboidrati intermedi:

- digestione gassosa anaerobica e aerobica;

- il processo di gluconeogenesi (sintesi del glucosio da precursori non carboidrati).

4. Isolamento del glucosio attraverso l'apparato glomerulare dei reni con urina primaria (provvisoria) e suo completo riassorbimento nei tubuli renali.

Violazione della rottura e dell'assorbimento dei carboidrati

Violazione della rottura dei carboidrati. In un corpo sano, l'idrolisi di glicogeno e amido alimentare inizia nella cavità orale sotto l'influenza della saliva α-amilasi. I monosaccaridi possono essere assorbiti nella cavità orale. Nello stomaco non ci sono enzimi che idrolizzano i carboidrati. Nella cavità dell'intestino tenue sotto l'influenza del succo pancreatico α-amilasico, si idrolizzano a destrina e maltosio (digestione addominale). Sulla superficie dei microvilli degli enterociti si trovano i seguenti enzimi: sucrasi, maltasi, lattasi, isomaltasi e altri che scompongono destrine e disaccaridi in monosaccaridi (digestione parietale).

Tra i difetti più tipici si può attribuire la mancanza di enzimi disaccaridasi: sucrasi e isomaltasi, che si manifestano sempre in combinazione. Di conseguenza, il saccarosio e i disaccaridi isomaltosici non vengono scissi e non vengono assorbiti dall'organismo. I disaccaridi che si accumulano nel lume intestinale si associano osmoticamente a una quantità significativa di acqua, che causa diarrea (diarrea). In queste condizioni, è anche possibile che le cellule epiteliali assorbano una certa quantità di disaccaridi. Tuttavia, rimangono metabolicamente inattivi e in una forma invariata vengono espulsi piuttosto rapidamente nelle urine. In caso di difetti dell'attività disaccaridasi, il carico di disaccaride non causa iperglicemia nell'intervallo di 30-90 minuti, come nel caso di persone sane.

Disturbi di aspirazione. Nelle persone sane, i monosaccaridi come il glucosio, il galattosio, il fruttosio e il pentoso vengono assorbiti dai microvilli delle piccole cellule epiteliali intestinali. La transizione dei monosaccaridi attraverso la membrana delle cellule epiteliali avviene mediante trasporto attivo secondario con la partecipazione obbligatoria di una pompa di sodio dipendente da ATP e di un vettore specifico. Nel caso del trasporto attivo secondario, l'energia di un gradiente elettrochimico creato per un'altra sostanza (ioni sodio) viene utilizzata per trasferire un composto (ad esempio glucosio).

Tra i fattori eziologici dei disturbi dell'assorbimento dei carboidrati si distinguono i seguenti gruppi:

1) infiammazione della mucosa dell'intestino tenue;

2) l'azione delle tossine che bloccano il processo di fosforilazione e defosforilazione (phloridzin, monoiodoacetate);

H) mancanza di ioni Na +, ad esempio, in caso di ipofunzione della corteccia surrenale;

4) violazione dell'afflusso di sangue alla parete intestinale;

5) nei neonati e nei neonati, è possibile un'attività insufficiente degli enzimi digestivi e dei sistemi enzimatici di fosforilazione e defosforilazione dei carboidrati. Ad esempio, presentiamo la sindrome da intolleranza al lattosio senza un deficit di enzima lattasi e sindrome da deficit di lattasi congenita.

La sindrome da intolleranza al lattosio senza deficienza dell'enzima lattasi appare maligna nei primi giorni dopo la nascita sotto forma di grave diarrea, vomito, acidosi, lattosuria e spesso proteinuria. Sono anche rilevati atrofia delle ghiandole surrenali e del fegato, degenerazione dei tubuli renali.

Carenza congenita di lattasi. Nelle persone sane, la lattasi scompone il lattosio in glucosio e galattosio. I neonati di solito ottengono 50-60 g di lattosio (con latte) al giorno. La manifestazione più caratteristica del deficit di lattasi è la diarrea dopo aver bevuto latte. Il lattosio non idrolizzato entra nelle parti inferiori dell'intestino tenue, dove viene fermentato con microflora intestinale per formare gas (che causa flatulenza) e acidi. La loro azione osmotica attrae una grande quantità di acqua nella cavità intestinale, che causa la diarrea. Allo stesso tempo, le feci hanno un valore pH acido e contengono lattosio, a volte si osserva lattosuria. Nel tempo, il bambino sviluppa ipotrofia. Questa sindrome deve essere distinta dal deficit di lattasi acquisito (con enterite, malattie infiammatorie dell'intestino crasso, sprue) e dal deficit di lattasi intestinale, che si verifica negli adulti.

Disturbi della deposizione di carboidrati

Normalmente, i carboidrati si depositano sotto forma di glicogeno. La molecola di glicogeno può contenere fino a un milione di monosaccaridi. In questo caso, la cristallizzazione del glicogeno si verifica, per così dire, e non ha un effetto osmotico. Questa forma è adatta per la conservazione in una gabbia. Se un tale numero di molecole di glucosio fosse sciolto, la cellula si spezzerebbe a causa delle forze osmotiche. Il glicogeno è una forma depositata di glucosio. È contenuto in quasi tutti i tessuti. Soprattutto un sacco di fegato e muscoli, nelle cellule del sistema nervoso la quantità di glicogeno è minima. Il glicogeno muscolare viene utilizzato come fonte di energia durante un intenso sforzo fisico. La glicogenolisi epatica si attiva in risposta a una diminuzione della concentrazione di glucosio durante le pause di un pasto o in risposta a effetti stressanti. I principali ormoni che attivano la glico-genolisi sono glucagone, adrenalina (epinefrina) e cortisolo.

Regolazione ormonale della glicogenolisi

Effetto sulla glicogenolisi

I disturbi della deposizione di carboidrati, in primo luogo, comprendono una diminuzione della sintesi del glicogeno, un aumento della scissione del glicogeno e una deposizione patologica del glicogeno.

Diminuzione della sintesi del glicogeno. Tra i fattori eziologici rilevati, in primo luogo, danno tossico agli epatociti (microflora batterica e virale, avvelenamento da fosforo, tetracloruro di carbonio, ecc.). In secondo luogo, la mancanza di ossigeno e, di conseguenza, una marcata diminuzione dell'efficienza della formazione di ATP. In terzo luogo, riducendo il tono del sistema nervoso parasimpatico. In quarto luogo, ipovitaminosi B e C. Il quinto gruppo etiologico comprende le malattie endocrine - diabete mellito, tireotossicosi, insufficienza surrenalica (morbo di Addison).

Aumento della degradazione del glicogeno. L'aumento della glicogenolisi nel fegato avviene prima, sullo sfondo di una maggiore attività del sistema nervoso simpatico; in secondo luogo, con una maggiore produzione di ormoni - stimolanti della glicogenolisi (adrenalina, glucagone, tiroxina e ormone somatotropo). Un aumento degli effetti simpatici e una maggiore concentrazione nel sangue degli ormoni che stimolano la glicogenolisi sono osservati con intenso lavoro muscolare, shock, febbre e sforzo emotivo.

Deposizione glicogenica patologica. Questo è un gruppo di malattie ereditarie in cui, a causa di difetti genetici di alcuni enzimi del metabolismo del glicogeno, il suo accumulo eccessivo si verifica in vari organi, principalmente nel fegato e nei muscoli scheletrici. In alcuni tipi di glicogenosi, il glicogeno viene sintetizzato con una struttura alterata. Sono descritte 12 forme di glicogenosi. I più comuni sono:

I principali tipi di glicogenosi

cirrosi epatomegale, insufficienza epatica mancanza di accuratezza

Oltre ai suddetti tipi, sono descritte le glicogenosi più rare e miste: tipo V o malattia MacDard (MacArdle-Schmid-Pearson); Tipo VI o malattia di Gers; Tipo VII o malattia di Tarui; Tipo VIII, o malattia di Hojin e altri.

Disturbi del metabolismo intermedio di carboidrati

Esistono tre gruppi di fattori eziologici, la cui azione può portare all'interruzione del metabolismo intermedio dei carboidrati.

1. Ipossia. La carenza di ossigeno altera il metabolismo cellulare dal tipo aerobico a quello anaerobico, in cui la glicolisi anaerobica diventa la principale fonte di energia con la formazione di acidi lattici e piruvici in eccesso. Con una breve ipossia, un eccesso di lattato e piruvato ha un effetto compensatorio. L'acido lattico aumenta la dissociazione dell'ossiemoglobina, dilata i vasi coronarici. Inoltre, il lattato immette il sangue nel fegato (il ciclo Corey), dove viene convertito in piruvato con la partecipazione dell'enzima lattato deidrogenasi. Il piruvato nel fegato è parzialmente ossidato e parzialmente convertito in glucosio (gluconeogenesi). Pertanto, il lattato viene restituito al pool metabolico di carboidrati. L'esistenza prolungata di un eccesso di acido lattico nei tessuti porta a una carenza del substrato di ossidazione, il glucosio, che provoca un'ulteriore diminuzione dell'efficienza della sintesi di ATP. La mancanza di macroerg è alla base del trasferimento transmembrana degli ioni e aumenta la permeabilità delle membrane. In definitiva, questo porta a significativi danni strutturali e funzionali nei tessuti, fino alla morte cellulare inclusa.

2. Disordini del fegato. Negli epatociti, una parte dell'acido lattico viene normalmente risintetizzata in glucosio e glicogeno. Se il fegato è danneggiato, questo processo è disturbato, l'acido lattico entra nel flusso sanguigno, si sviluppa l'acidosi.

3. Ipovitaminosi. il1. Vitamina B1 (tiamina) come risultato del processo di fosforilazione viene convertito in cocarbossilasi, un gruppo protesico di un certo numero di enzimi del metabolismo dei carboidrati. Quando carenza di vitamina B1 c'è una carenza di cocarbossilasi, che porta alla soppressione della sintesi di acetil-CoA da acido piruvico. Quest'ultimo si accumula e si trasforma parzialmente in acido lattico, il cui contenuto aumenta in questa connessione. L'inibizione dell'ossidazione dell'acido piruvico riduce la sintesi dell'acetilcolina, che causa un disturbo nella trasmissione degli impulsi nervosi. Con un aumento della concentrazione di acido piruvico di 2-3 volte rispetto alla norma, si verificano disturbi di sensibilità, neurite, paralisi, ecc.1 porta anche alla rottura della via di ossidazione del pentoso fosfato a causa di una diminuzione dell'attività dell'enzima transketolasi.

La glicemia è un fattore importante nell'omeostasi. È mantenuto a un certo livello (3,33-5,55 mmol / l) dalla funzione di intestino, fegato, reni, pancreas, ghiandole surrenali, tessuto adiposo e altri organi.

Esistono diversi tipi di regolazione del metabolismo dei carboidrati: substrato, nervoso, renale, ormonale.

Regolazione del substrato. Il principale fattore che determina il metabolismo del glucosio è il livello di glicemia. La concentrazione al contorno di glucosio, a cui la sua produzione nel fegato è uguale al consumo di tessuti periferici, è 5,5-5,8 mmol / l. A livello di questo, il fegato fornisce glucosio al sangue; ad un livello superiore, al contrario, il glicogeno sintina domina nel fegato e nei muscoli.

Regolazione nervosa L'eccitazione delle fibre nervose simpatiche porta al rilascio di adrenalina dalle ghiandole surrenali, che stimola la rottura del glicogeno nel processo di glicogenolisi. Pertanto, quando il sistema nervoso simpatico è irritato, si osserva un effetto iperglicemico. Al contrario, la stimolazione delle fibre nervose parasimpatiche è accompagnata da un aumento della secrezione di insulina da parte del pancreas, dall'assorbimento di glucosio nella cellula e da un effetto ipoglicemico.

Regolazione renale Nei glomeruli del rene, il glucosio viene filtrato, quindi nel tubulo prossimale viene riassorbito dal meccanismo dipendente dall'energia. La quantità di riassorbimento tubulare è relativamente costante, con una tendenza a diminuire. Se il livello di siero supera 8,8-9,9 mmol / l, il glucosio viene escreto nelle urine. L'indice di glicemia a cui appare la glicosuria è chiamato soglia renale. Il rilascio di glucosio nelle urine è influenzato dalla velocità di filtrazione glomerulare, che normalmente è di circa 13 ml / min. Quando la filtrazione diminuisce con insufficienza renale o l'apporto di sangue ai reni diminuisce, il glucosio non sarà presente nelle urine, anche se la glicemia supera in modo significativo la soglia renale, poiché viene filtrato meno glucosio e tutto ha tempo per riassorbirsi nei tubuli prossimali dei reni. Nel caso di nefropatia con compromissione del riassorbimento, il glucosio può comparire nelle urine anche con la normoglicemia. Pertanto, il livello di glucosio nelle urine non può essere diagnosticato con il diabete.

Regolazione ormonale. La stabilità del livello di glucosio nel sangue è influenzata da una vasta gamma di ormoni, mentre praticamente solo l'insulina causa un effetto ipoglicemico. Glucagone, adrenalina, glucocorticoidi, STH, ACTH e TSH hanno un effetto controcorrente con un aumento del livello di glucosio nel sangue.

1. L'insulina è un polipeptide, costituito da due catene. La catena A contiene 21 aminoacidi, catena B - 30 amminoacidi. Le catene sono interconnesse da due ponti disolfuro. L'insulina è simile in diverse specie di mammiferi: la catena A è identica nell'uomo, nei maiali, nei cani, nei capodogli; La catena b è identica a toro, maiale e capra. Infatti, l'insulina umana e suina si differenzia solo per il fatto che l'amminoacido alanina si trova nell'estremità carbossilica della catena B nei suini e nell'uomo, treonina. Pertanto, l'insulina umana commerciale viene prodotta sostituendo l'alanina con treonina nell'insulina di maiale.

L'insulina viene sintetizzata come una catena polipeptidica inattiva di proinsulina, quindi viene immagazzinata nei granuli delle cellule beta delle isole pancreatiche di Langerhans. L'attivazione della proinsulina consiste nella parziale proteolisi del peptide secondo Arg31 e Arg63. Di conseguenza, l'insulina e il C-peptide si formano in quantità equimolare (repertide).

L'insulina nel sangue è in uno stato libero e legato alle proteine. La degradazione dell'insulina si verifica nel fegato (fino all'80%), nei reni e nel tessuto adiposo. Anche il peptide C subisce una degradazione nel fegato, ma molto più lentamente. La concentrazione basale di insulina, determinata radioimmunologicamente, è in sani 15-20 micron * U / ml. Dopo il carico orale di glucosio, il suo livello dopo 1 ora aumenta di 5-10 volte rispetto a quello iniziale. La velocità della secrezione di insulina a stomaco vuoto è 0,5-1,0 U / h, dopo un pasto aumenta a 2,5-5 U / h. Nelle persone sane, ci sono due fasi di secrezione di insulina - un picco precoce (3-10 minuti dopo il carico di carboidrati) a un picco tardivo (20 minuti). Il rilascio anticipato di insulina inibisce un forte aumento del glucosio durante il suo assorbimento.

La secrezione di insulina è stimolata, oltre all'iperglicemia, dal glucagone, così come gli ormoni del polipeptide intestinale, tra cui l'ormone polipeptidico insulinotropico gastrointestinale (GIP), gli amminoacidi, gli acidi grassi liberi, l'irritazione del vago.

L'effetto metabolico dell'insulina è complesso, include effetti diretti su lipidi, proteine ​​e soprattutto in relazione al diabete mellito - sullo scambio di D-glucosio. L'insulina migliora il trasporto della membrana di glucosio, aminoacidi e K +, attiva molti enzimi intracellulari. Allo stesso tempo, la molecola del polipeptide insulinico non è in grado di penetrare nella membrana cellulare, quindi tutti gli effetti dell'insulina sono effettuati attraverso speciali recettori sulla superficie della membrana cellulare. Il recettore dell'insulina è complesso, costituito da subunità a-e β collegate da ponti disolfuro.

Alte concentrazioni di insulina nel sangue hanno effetti anabolici e basso-catabolici sul metabolismo.

L'insulina può sviluppare resistenza, resistenza acuta associata a infezioni o infiammazione. La resistenza può essere determinata dalla comparsa di anticorpi contro l'insulina (IgG) e dall'insensibilità tissutale nel sangue, che è spesso osservata nell'obesità. L'affinità (affinità del recettore per l'insulina) e / o il numero di recettori dipende da un numero di fattori; questi sono farmaci sulfonilurea, pH, cAMP, attività fisica, natura e composizione del cibo, anticorpi e altri ormoni.

2. Glucagone: fondamentalmente i suoi effetti sono l'opposto dell'insulina. Il glucagone stimola la glicogenolisi e la gluconeogenesi del fegato e promuove la lipolisi e la chetogenesi.

3. L'adrenalina nel fegato stimola la glicogenolisi e la gluconeogenesi, nei muscoli scheletrici - la glicogenolisi e la lipolisi, nel tessuto adiposo aumenta la lipolisi. La sovraproduzione di adrenalina è osservata nel feocromocitoma, con iperglicemia transitoria nel sangue.

4. I glucocorticoidi migliorano la gluconeogenesi, inibiscono il trasporto del glucosio, inibiscono la glicolisi e il ciclo del pentoso fosfato, riducono la sintesi proteica, potenziano l'effetto del glucagone, delle catecolamine, dell'ormone somatotropo. L'eccessiva produzione di idrocortisone glucocorticoide è caratterizzata dalla sindrome di Itsenko-Cushing, in cui l'iperglicemia si verifica a causa dell'eccessiva formazione di glucosio da proteine ​​e altri substrati.

5. Gli ormoni tiroidei aumentano la velocità di utilizzo del glucosio, accelerano il suo assorbimento nell'intestino, attivano l'insulina, aumentano il metabolismo basale, compresa l'ossidazione del glucosio. L'ormone stimolante la tiroide esercita effetti metabolici attraverso la stimolazione della ghiandola tiroidea.

6. L'ormone somatotropico ha un effetto metabolico, ha un effetto iperglicemico e un effetto lipolitico nel tessuto adiposo.

7. L'ormone adrenocorticotropo direttamente e attraverso la stimolazione del rilascio di glucocorticoidi provoca un marcato effetto iperglicemico.

Iperglicemia: aumento dei livelli di glucosio nel sangue superiore a 6,0 mmol / l a stomaco vuoto. La normale concentrazione di glucosio nel sangue a digiuno è 3,33 - 5,55 mmol / l. Le condizioni di iperglicemia nell'uomo sono più comuni dell'ipoglicemia. Si distinguono i seguenti tipi di iperglicemia:

1. Iperglicemia fisiologica. Questi sono stati rapidamente reversibili. La normalizzazione del livello di glucosio nel sangue avviene senza azioni correttive esterne. Questi includono:

1. Iperglicemia alimentare A causa dell'assunzione di cibo contenente carboidrati. Nelle persone in buona salute, il picco di glucosio nel sangue viene raggiunto approssimativamente alla fine della prima ora dopo l'inizio di un pasto e ritorna al limite superiore della norma entro la fine della seconda ora dopo un pasto. L'attivazione della secrezione di insulina da parte delle cellule β delle isole pancreatiche di Langerhans inizia in modo riflessivo, immediatamente dopo che il cibo entra nella cavità orale e raggiunge il massimo quando il cibo viene fatto avanzare nel duodeno e nell'intestino tenue. L'insulina fornisce il trasferimento transmembrana di molecole di glucosio dal sangue nel citoplasma delle cellule. Ciò garantisce la disponibilità di carboidrati nelle cellule alimentari del corpo e limita la perdita di glucosio nelle urine.

2. Iperglicemia neurogena. Si sviluppa in risposta allo stress psicologico ed è causato dal rilascio nel sangue di un gran numero di catecolamine. Sotto l'influenza di un'aumentata concentrazione di catecolamine nel sangue, si attiva l'adenilato ciclasi. Nel citoplasma degli epatociti e del muscolo scheletrico, l'adenilato ciclasi aumenta il livello di AMP ciclico. Inoltre, il cAMP attiva la protein-chinasi della fosforilasi "b", che converte la fosforilasi "b" inattiva alla fosforilasi attiva "a". Nel processo di glicogenolisi, la fosforilasi "a" regola il tasso di degradazione del glicogeno nel fegato e nei muscoli. Pertanto, l'iperconcentrazione delle catecolamine nel sangue durante carichi psico-emozionali e motori e sovraccarichi porta ad un aumento dell'attività della fosforilasi "a" e accelera la rottura del glicogeno nel fegato e nei muscoli scheletrici.

2. Iperglicemia patologica. Il loro sviluppo potrebbe essere dovuto a:

1) disturbi neuroendocrini, che si basano su violazioni del rapporto ottimale tra i livelli di ormoni dell'ipotermia e dell'azione iperglicemica nel sangue. Ad esempio, nelle malattie della ghiandola pituitaria, tumori della corteccia surrenale, con feocromocitoma, ipertiroidismo; con produzione insufficiente d'insulina;

2) lesioni organiche del sistema nervoso centrale, disturbi della circolazione cerebrale di varie eziologie;

3) significativa disfunzione epatica di natura infiammatoria o degenerativa;

4) stati convulsivi quando si verifica la scissione del glicogeno muscolare e la formazione di lattato, da cui il glucosio viene sintetizzato nel fegato;

5) l'azione di alcuni tipi di farmaci (morfina, etere), stimolando il sistema nervoso simpatico e contribuendo così allo sviluppo dell'iperglicemia.

L'iperglicemia più comune si verifica quando si ha una carenza di insulina - iperglicemia insulino-dipendente, che sta alla base del diabete mellito.

Il diabete mellito è un gruppo di malattie metaboliche (metaboliche) caratterizzate da iperglicemia, che è il risultato di difetti nella secrezione di insulina e / o l'azione dell'insulina, o entrambi. L'iperglicemia cronica nel diabete è combinata con danno, disfunzione e insufficienza di vari organi, specialmente occhi, reni, nervi, cuore e vasi sanguigni.

La patogenesi del diabete mellito consiste in diversi legami: dal danno autoimmune alle cellule beta del pancreas, seguito da una deficienza di insulina a disturbi che scatenano la resistenza all'insulina. La base dei disordini metabolici dei carboidrati, dei grassi e delle proteine ​​nel diabete è l'insufficienza dell'effetto dell'insulina nei tessuti bersaglio. Disturbi della secrezione di insulina e difetti della sua azione spesso coesistono nello stesso paziente, ea volte non è chiaro quale violazione sia la causa primaria dell'iperglicemia.

I sintomi di grave iperglicemia comprendono poliuria, polidipsia, perdita di peso, a volte con polifagia e ridotta acuità visiva. La compromissione della crescita e la suscettibilità alle infezioni possono anche accompagnare l'iperglicemia cronica. Complicazioni acute e potenzialmente letali del diabete - iperglicemia con chetoacidosi e sindrome iperosmolare senza chetosi.

Le complicanze croniche del diabete comprendono la retinopatia con il possibile sviluppo della cecità; nefropatia che porta all'insufficienza renale; neuropatia periferica con rischio di ulcerazione agli arti inferiori e amputazione, così come l'articolazione di Charcot; neuropatia autonomica, che causa sintomi gastrointestinali, urogenitali, cardiovascolari e disfunzioni sessuali. Tra i pazienti con diabete, la frequenza delle lesioni vascolari aterosclerotiche del cuore, dei vasi periferici e cerebrali è elevata. L'ipertensione, i disturbi del metabolismo delle lipoproteine ​​e la paradontosi si riscontrano spesso nei pazienti. L'impatto emotivo e sociale del diabete e la necessità di un trattamento possono causare una significativa disfunzione psicosociale nei pazienti e nelle loro famiglie.

Si distinguono due categorie patogenetiche di diabete mellito: il primo e il secondo. Il diabete mellito di tipo I (o tipo I) di tipo I è causato da una mancanza assoluta di secrezione di insulina. Nella categoria II di diabete (tipo II), vi è contemporaneamente insulino-resistenza e una risposta insulinica compensativa inadeguata.

Diabete di tipo I (distruzione delle cellule beta, che di solito porta a una carenza assoluta di insulina). All'interno di questa categoria, ci sono due forme: diabete immuno-mediato e diabete idiopatico.

Diabete immuno-mediato. Questa forma di diabete è anche denotata dai termini: diabete mellito insulino-dipendente (IDDM), diabete di tipo I, diabete con esordio giovanile. È il risultato di una distruzione autoimmune delle cellule beta pancreatiche.

I marcatori della distruzione immune delle cellule beta includono autoanticorpi isolanti (ICA), autoanticorpi insulinici (IAA), autoanticorpi della decarbossilasi dell'acido glutammico (GAD65) e autoanticorpi contro la tirosina fosfatasi LA-2 e LA2b.

Eziopatogenesi. Sotto l'influenza di virus e agenti chimici, sullo sfondo dell'insulite (infiammazione delle isole pancreatiche), un antigene è espresso sulla superficie delle cellule beta. I macrofagi riconoscono questo antigene come estraneo, attivando la risposta immunitaria delle cellule T. Una risposta delle cellule T diretta contro antigeni esogeni può influenzare gli antigeni delle isole cellulari e quindi causare danni alla cellula β. Gli autoanticorpi compaiono sulla superficie e sugli antigeni citoplasmatici delle cellule beta. La distruzione autoimmune procede di nascosto, dal momento in cui queste reazioni sono avviate alla manifestazione clinica (80-90% delle cellule beta muoiono) passa un certo periodo. Clinicamente, l'insorgenza del diabete di tipo I è la fase finale del processo di danno delle cellule insulari. Il diabete immuno-mediato di solito inizia nell'infanzia e nell'adolescenza, ma può svilupparsi in qualsiasi periodo della vita, anche tra gli 80 e i 90 anni.

Con la diagnosi precoce di danni a queste cellule e con un trattamento adeguato, il danno cellulare può essere fermato e prevenuto.

La distruzione autoimmune delle cellule beta ha diversi fattori predisponenti genetici recessivi, ma è anche influenzata da fattori ambientali poco conosciuti. Sebbene i pazienti abbiano raramente obesità, la sua presenza non significa incompatibilità con questa diagnosi. I pazienti con diabete di tipo I sono anche spesso inclini ad altre malattie autoimmuni, come la malattia di Graves, la tiroidite di Hashimoto, la malattia di Addison, la vitiligine, ecc.

Diabete idiopatico. Alcune forme di diabete di tipo I non hanno un'eziologia nota. Un certo numero di tali pazienti ha insulinopenia persistente e una tendenza alla chetoacidosi, ma mancano di indicatori di un processo autoimmune. Sebbene solo una minoranza di pazienti affetti da diabete di tipo I rientri in questa categoria, di quelli che possono essere classificati come diabetici, la maggior parte sono di origine africana o asiatica. Nei pazienti con questa forma di diabete, la chetoacidosi si presenta occasionalmente e presenta diversi gradi di carenza di insulina tra tali episodi. Questa forma di diabete ha una chiara ereditarietà, mancanza di dati sul danno autoimmune alle cellule beta e non è associata all'HLA. La necessità assoluta di terapia sostitutiva con insulina in questi pazienti può apparire e scomparire.

Diabete di tipo II (dalla prevalente insulino-resistenza con relativa deficienza di insulina al difetto prevalente di secrezione di insulina con relativa insulino-resistenza).

Questa forma di diabete è anche indicata dai termini: diabete mellito insulino-dipendente (NIDDM), diabete di tipo II, diabete con esordio "adulta". con l'inizio "adulto". Inizialmente, e spesso per tutta la vita, l'insulina non è vitale per questi pazienti.

La causa principale del diabete di tipo II è l'insensibilità dei tessuti insulino-dipendenti (fegato, muscoli, tessuto adiposo) all'insulina. Normalmente, l'insulina si lega a specifici recettori sulla membrana cellulare e quindi innesca l'assorbimento di glucosio da parte della cellula e il metabolismo intracellulare del glucosio. La resistenza può verificarsi a livello dei recettori e dei recettori. In questo caso, l'insulina viene prima prodotta in quantità normale o in eccesso.

La maggior parte dei pazienti con questa forma è obesa, di per sé causa un certo grado di resistenza all'insulina. Nei pazienti che non hanno l'obesità secondo i tradizionali criteri di massa, può esserci un'aumentata percentuale di grasso corporeo, distribuita principalmente nella regione addominale. In questo tipo di diabete, la chetoacidosi si sviluppa raramente spontaneamente e, quando osservata, è solitamente associata a stress come conseguenza di un'altra malattia, come l'infezione. Questa forma di diabete spesso rimane non diagnosticata per molti anni, dal momento che l'iperglicemia si sviluppa gradualmente, e le fasi iniziali a volte non sono sufficientemente pronunciate per il paziente da notare uno qualsiasi dei sintomi classici del diabete. Tali pazienti sono in uno stato di aumentato rischio di complicanze macro e microvascolari. Sebbene i pazienti con questa forma di diabete possano avere livelli di insulina che sembrano normali o elevati, ci si aspetterebbe che sarebbero ancora più alti in risposta all'elevata glicemia se le cellule beta funzionassero normalmente. Pertanto, la secrezione di insulina in questi pazienti è incompleta e insufficiente a compensare l'insulino-resistenza. La resistenza all'insulina può diminuire a causa della perdita di peso e / o della farmacoterapia dell'iperglicemia, ma raramente si ripristina alla normalità. Il rischio di sviluppare questo tipo di diabete aumenta con l'età, l'obesità e la mancanza di attività fisica. Si verifica più frequentemente nelle donne con precedente diabete in donne in gravidanza e in pazienti con ipertensione e dislipidemia e la sua frequenza varia in diversi sottogruppi razziali ed etnici. Alcune caratteristiche del diabete mellito di tipo I e II sono presentate nella tabella.

I principali segni di diabete mellito di tipo I e II