Нарушения обмена углеводов

Определение сахара крови

I. Цель изучения: Контроль и закрепление теоретических и практических знаний по обмену углеводов. Помимо рассмотренных на предыдущих занятиях вопросов, знать– основные реакции синтеза глюкозы из неуглеводных предшественников (глюконеогенез), челночные механизмы переноса восстановленных эквивалентов в митохондрии, патологические состояния, связанные с нарушениями обмена углеводов.

II. Уметь определить уровень сахара в крови и использовать состояние гипер- и гипогликемии как диагностический тест при ряде заболеваний, связанных с нарушением функции желез внутренней секреции, печени, почек и др.

III. Ответить на контрольные вопросы к итоговой работе по теме «Обмен углеводов».

IV. Содержание темы:

1. Глюконеогенез – процесс синтеза глюкозы из веществ неуглеводной природы. Синтез глюкозы de novo начинается, когда падает уровень глюкозы крови (N-3,3 – 5,5 ммоль/л) в случае использования запасов гликогена в период голодания, интенсивных физических нагрузок, гормональных нарушениях обмена глюкозы.

2. Процесс протекает в основном в печени, менее интенсивно в корковом веществе почек, в слизистой оболочке кишечника. Эти ткани могут обеспечить синтез глюкозы 80-100г в сутки, которая обеспечивает энергетические затраты мозга, эритроцитов, мозгового слоя надпочечников, где не обеспечивают энергией жирные кислоты (мозг) или недостаточен аэробный путь окисления (эритроциты, лишенные митохондрий).

3. Субстратами для глюконеогенеза являются: лактат – продукт анаэробного гликолиза, глицерол, образовавшийся при гидролизе жиров, аминокислоты – результат распада тканевых белков.

4. Большинство реакций глюконеогенеза протекает за счет обратимых реакций гликолиза (см. карточки 1 и 2), однако 3 реакции термодинамически необратимы: образование фосфоенолпирувата (ФЕП), фруктозо-6-фосфата и свободной глюкозы. Эти вещества образуются при действии других ферментов.

5. ФЕП из пирувата образуется в митохондрии, где карбоксилируется до оксалатацетата (ЩУК) витамином «Н» с использованием АТФ (1-я). Процесс идет под действием пируваткарбоксилазы, синтез которой индуцируется кортизолом (стероидным гормоном), активируещим глюконеогенез в печени.

6. Оксалоацитат не способен проходить через митохондриальную мембрану, поэтому восстанавливается в малат (см. реакции ЦТК), который возвращается в цитозоль, где снова окисляется НАД⁺-ом в ЩУК. В цитозоле под действием фосфоенолпируваткарбоксилазы с участием ГТФ«АТФ (2-я) оксалоацетат декарбоксилируется (-СО₂) и превращается в ФЕП (фосфоенолпируват).

7. Следующие реакции превращения фосфоенолпирувата катализируются гликолитическими ферментами в обратном направлении через образование 1,3 дифосфосфоглицерата, где затрачивается опять молекула АТФ (3-я) вплоть до фруктозо1,6дифосфата. Здесь идет вторая необратимая реакция под действием фосфатазы с образованием фруктозо6-фосфата и изомерезацией в глюкозо-6 фосфат. Последняя необратимая реакция – потеря Н₃PO₄ и образование под действием глюкозо-6фосфатазы чистой глюкозы.

8. Т.о. для синтеза одного моля глюкозы используется 2 моля ПВК и 6 молей АТФ (3´2).

9. Лактат, образовавшийся при интенсивной мышечной работе, с кровью поступает в печень, где превратившись в пируват в результате глюконеогенеза превращаются в глюкозу, которая с кровью поступает в мышцы. Этот цикл – «глюкозно-лактатный» идет при любых состояниях, используется постоянно и называется Циклом Кори.

10. При длительной физической нагрузке, когда идет усиленный липолиз, глюконеогенез начинается с глицерина, который сразу преобразуется в глицериновый альдегид и далее через последние 2 необратимые реакции превращается в глюкозу.

11. При распаде тканевых белков до аминокислот, стероидные гормоны индуцирует синтез ферментов, превращающих аминокислоты в щавелевоуксусную кислоту, которая по вышеуказанному механизму, превращается в глюкозу.

12. Челночные механизмы переноса восстановленных эквивалентов в митохондрию существуют для утилизации НАДН+Н⁺ образованного в аэробном гликолизе при окислении глицеринового альдегида в цитозоле. Митохондриальная мембрана непроницаема для НАДН+Н⁺, поэтому в цитозоле восстанавливает фосфодигидроксиацетон в липофильный фосфоглицерин, проходящий через мембрану, а в митохондрии идет его окисление но не НАД⁺-ом, а ФАД-ом, поэтому в энергетическом выигрыше теряется 1 молекула АТФ, чего не происходит в сердечной мышце где работает не глицеро-фосфатный, а малат-аспартатный челнок, связанный с участием аспартата. Это будет рассмотрено в обмене аминокислот.

13. В результате нарушения переваривания углеводов (см. занятие 10), всасывания, патологии ферментов (см. занятие 11) гормональной регуляции, патологически изменяется уровень глюкозы крови, сопровождающейся гипер- или гипогликемией.

14. Гипергликемия возникает при: а) недостаточной продукции инсулина (инсулинзависимый диабет) или понижении его секреции, а также деффектости инсулиновых рецепторов, ускоренном разрушении инсулина (инсулин- независимый диабет) характеризующийся полидепсией, полиурией и полифагией. Поздние осложнения диабета будут рассмотрены в главе «Гормоны». б) при повышенной секреции соматропного гормона, аденокортикотропина, который стимулирует синтез кортикоидов. в) при гиперфункции щитовидной железы, усиливающий катаболизм гликогена.

15. Гипогликемия возникает при: а) передозировке инсулина или сульфанилмочевины, активирующей рецепторы инсулина; б) аденоме или карциноме островковых клеток, продуцирующих инсулин; в) нарушении всасывания сахаров и понижение сахарного порога в почках; г) гликогенозах; д) недостаточности надпочечников; д) голодании.

16. Гипоксия нарушает обмен углеводов, т.к. идет анаэробный распад глюкозы и накопление лактата, дефицит АТФ, нарушение работы, Na⁺- К⁺-АТФ-азы, кальциевой АТФ-азы, повышением перекисного окисления липидов, нарушением мембран и гибелью клеток.

Поиск по сайту: