5_Reulyatsia_uglevodnogo_obmena_Patologii_uglevodnogo_obmena

1

Регуляция уровня глюкозы в крови
Наиболее важными регуляторами уровня глюкозы в крови являются центральная нервная система и гормоны поджелудочной железы.
В настоящее время установлено, что центральные механизмы регуляции углеводного обмена находятся в гипоталамусе.
Большую роль в поддержании постоянного уровня глюкозы в крови играет печень.

1

Цикл Кори. Аланиновый цикл

В регуляции уровня глюкозы в крови
важнейшую роль играют гормоны поджелудочной железы - инсулин и глюкагон
Эндокринная функция поджелудочной железы связана с панкреатически –
ми островками (островками Лангерганса). У взрослого человека островки
Лангерганса составляют 2—3% общего объемаподжелудочной железы.
Большую часть островка составляют бетта-клетки — 85%, а-клетки - 11%.
В бетта-клетках островков Лангерганса—синтезируется инсулин, а в
а-клетках глюкагон.
Основная роль эндокринной функции поджелудочной железы состоит в
поддержании нормального уровня глюкозы в крови.
Эту роль выполняют инсулин и глюкагон.
Инсулин —секретируется в ответ на повышение концентрации глюкозы в
крови. Свой эффект инсулин реализует посредством связывания с
инсулиновыми рецепторами на поверхности мембран инсулинчувстви –
тельных клеток.

Инсулин представляет собой белок, состоящий из двух пептидных цепей А (21 аминокислота) и В (30 АК), связанных между собой дисульфидными мостиками.

Синтез инсулина
Инсулин синтезируется в β-клетках поджелудочной железы в виде препроинсулина,
на N-конце которого находится концевая сигнальная последовательность из 23
аминокислот, служащая проводником всей молекулы в полость эндоплазматической
сети. Здесь концевая последовательность сразу отщепляется и проинсулин
транспортируется в аппарат Гольджи.
На данном этапе в молекуле проинсулина присутствуют А-цепь, В-цепь и С-пептид.
В аппарате Гольджи проинсулин упаковывается в секреторные гранулы вместе с
ферментами, необходимыми для "созревания" гормона . По мере перемещения
гранул к плазматической мембране образуются дисульфидные мостики, вырезается
связующий С-пептид (31 аминокислота) и формируется готовая молекула инсулина.

Схема синтеза инсулина

Синтез инсулина

Инсулин снижает уровень глюкозы в крови за счет:
• способствует транспорту глюкозы из крови в клетки органов и
инсулинзависимых тканей (обеспечивает проницаемость клеточных
мембран для глюкозы); поступление глюкозы в клетки центральной
нервной системы и печени не зависит от инсулина - это инсулиннеза -
висимые ткани;
• стимулирует внутриклеточный метаболизм глюкозы до молочной
кислоты (гликолиз);
• активация ПФП;
• активирует образование гликогена из глюкозы в печени и мышцах
(гликогенез); подавляет гликогенолиз (расщепление гликогена в глюкозу);
• усиливает транспорт глюкозы в жировой ткани, повышает скорость
синтеза жирных кислот, угнетает липолиз и способствует
увеличению запасов жира;
• ингибирует образование глюкозы из аминокислот (глюконеогенез).
Инсулин разрушается в печени (80%) и почках (20%) сравнительно быстро
(за 5-10 мин) под действием фермента глутатионинсулинрансгидрогеназы.

Механизм действия инсулина

1
Таким образом, нормальный гормональный ответ на
повышение уровня глюкозы в крови зависит от двух факторов:
• секреции необходимого количества инсулина, т.е. от нормального функционирования бета-клеток поджелудочной железы;
количества и функциональной активности (чувствительности) инсулиновых рецепторов на поверхности инсулинчувствительных клеток.
Если секреция инсулина будет недостаточна или функциональная
активность инсулиновых рецепторов снизится, концентрация
глюкозы в крови будет повышена, что может перейти в заболевание
— сахарный диабет.
В свою очередь избыточная секреция инсулина (например, при
опухоли бета-клеток поджелудочной железы инсулиноме)
приведет к развитию тяжелой гипогликемии — состоянию,
угрожающему жизни пациента.

Глюкагон
Глюкагон — полипетид, состоящий из 29 аминокислотных остатков.
Он продуцируется а-клетками островков Лангерганса и имеет, также как
инсулин, короткий период полураспада (несколько минут).
В противоположность эффекту инсулина действие глюкагона заключается
в повышении уровня глюкозы в крови.
Печень — главный орган-мишень для глюкагона.
Глюкагон усиливает выход глюкозы из печени тремя путями:
ингибирует синтез гликогена,
стимулирует гликогенолиз (образование глюкозы из гликогена)
стимулирует глюконеогенез (образование глюкозы из аминокислот).
Эти механизмы являются гарантией того, что глюкоза будет доступна для
глюкозозависимых тканей между приемами пищи.
На образование глюкагона влияет количество глюкозы в крови: при
повышении уровня глюкозы в крови секреция глюкагона уменьшается,
при понижении – увеличивается.

1
Таким образом, концентрация глюкозы в крови возрастает после еды в результате
всасывания углеводов пищи.
Повышенный уровень глюкозы стимулирует секрецию инсулина поджелудочной
железой.
Инсулин способствует утилизации глюкозы в качестве источника энергии,
стимулируя ее транспорт в мышцы и жировую ткань. Он также осуществляет
депонированиє глюкозы в виде гликогена в печени и мышцах, в виде триглице -
ридов в жировой ткани, способствует захвату аминокислот мышцами и синтезу
белков в них.
В результате действия инсулина уровень глюкозы в крови снижается.
В свою очередь гипогликемия приводит к индукции секреции глюкагона, который
способствует повышению уровня глюкозы в крови.
Глюкагон поддерживает доступность депонированной глюкозы в отсутствие
глюкозы, поступающей с пищей, стимулируя выход глюкозы из печени (из
гликогена), глюконеогенеза из лактата, глицерина и аминокислот и в сочетании
со сниженным уровнем инсулина стимулируя мобилизацию жирных кислот из
триглицеридов.
Уровни инсулина и глюкагона непрерывно колеблются в соответствии с режимом
питания, что позволяет поддерживать оптимальную концентрацию глюкозы в
крови.

Контринсулярные гормоны
Адреналин, норадреналин, кортизол и соматотропный гормон
(СТГ) также способны повышать уровень глюкозы в крови, т.е.
обладают контринсулярной активностью.
Адреналин и норадреналин
Адреналин и норадреналин синтезируются мозговым веществом
надпочечников и являются гормонами стресса.
В печени, скелетных мышцах они оказывают прямое влияние на
мобилизацию глюкозы из депо ( стимулируют гликогенолиз),
в адипоцитах стимулируют распад липидов,
способствуя повышению уровня глюкозы в крови для использования в
качестве источника энергии при стрессовых ситуациях (стресс —>
адреналин —> гликоген —> глюкоза).
Одновременно они подавляют секрецию инсулина, т.е. создают почву
для того, чтобы глюкоза продолжала поступать к месту ее утилизации,
пока действуют стрессовые импульсы.

Контринсулярные гормоны
Глюкокортикоиды (гормоны коры надпочечников, основной
представитель — кортизол) угнетают захват глюкозы многими
тканями. В мышцах глюкокортикоиды стимулируют окисление
жирных кислот, в печени для получения энергии направляют
глицерин и аминокислоты на синтез глюкозы (глюконеогенез),
которая превращается в гликоген и депонируется, т.е. готовятся
легкодоступные запасы глюкозы. При возникновении стрессовой
ситуации и поступлении большого количества адреналина в кровь
эти запасы легко используются.
Снижают проницаемость мембран для глюкозы.
СТГ (гормон роста) угнетает захват и окисление глюкозы в
жировой ткани, мышцах и печени и тем самым способствует
повышению уровня глюкозы в крови.
Также, он способствует синтезу гликогена в печени из других
источников (глюконеогенез).
Таким образом, 4 гормона (глюкагон, адреналин, кортизол,
соматотропный гормон) способствуют повышению уровня глюкозы

Гипогликемия-концентрация глюкозы в крови менее 3,3 ммоль/л

Дефекты ферментов, участвующих в распаде гликогена

Дефекты ферментов, участвующих в синтезе гликогена

1
Абсорбтивный период – поступление в организм, переваривание и усвоение белков, жиров и углеводов.( После приема пищи)
Постабсорбтивным состоянием называют период после завершения пищеварения до следующего приёма пищи. Если пища не принимается в течение суток и более, то это состояние определяют как голодание.

Гипергликемия- концентрация глюкозы в крови более 5,5 ммоль/л

1
Необходимо постоянно поддерживать минимальный уровень
глюкозы в крови для нормального функционирования головного мозга.
Нормальный гормональный ответ на повышение уровня глюкозы в крови
зависит от двух факторов:
• секреции необходимого количества инсулина, т.е. от нормального
функционирования бета-клеток поджелудочной железы;
• количества и функциональной активности (чувствительности)
инсулиновых рецепторов на поверхности инсулинчувствительных клеток.
Если секреция инсулина будет недостаточна) или функциональная
активность инсулиновых рецепторов снизится, концентрация глюкозы в
крови будет повышена, что может перейти в заболевание — сахарный
диабет.
Избыточная секреция инсулина (например, при опухоли бета-клеток
поджелудочной железы-инсулиноме) может привестик развитию
Тяжелой гипогликемии — состоянию, также угрожающему жизни.

Сахарный диабет
Сахарный диабет — заболевание, которое характеризуется гипергликемией, возникающей вследствие абсолютной или относительной инсулиновой недостаточности.
В результате недостаточности инсулина глюкоза накапливается в крови, так как не может проникать в клетки

Сахарный диабет
Сахарный диабет (СД) – это группа метаболических (обменных) заболеваний, характеризующихся хронической гипергликемией, которая является результатом нарушения секреции инсулина, действия инсулина или обоих этих факторов. Хроническая гипергликемия при СД сопровождается повреждением, дисфункцией и недостаточностью различных органов, особенно глаз, почек, нервов, сердца и кровеносных сосудов.

Выделяют два вида сахарного диабета:
СД 1 типа – нарушение углеводного обмена, вызванное деструкцией β-клеток поджелудочной железы, обычно приводящей к абсолютной инсулиновой недостаточности. Чаще встречается у людей в молодом возрасте и на его долю приходится 10-15% больных сахарным диабетом.
СД 2 типа – нарушение углеводного обмена, вызванное преимущественной инсулинорезистентностью и относительной инсулиновой недостаточностью или преимущественным нарушением секреции инсулина с инсулинорезистентностью или без нее. Чаще встречается у людей после 40 лет и на его долю приходится 85-90% больных сахарным диабетом.

Диагностические критерии сахарного диабета

Гликозилированный гемоглобин
Определение гликозилированного гемоглобина (HbA1c) используется при длительном контроле состояния больных сахарным диабетом. Данный показатель отражает среднюю концентрацию глюкозы в крови на протяжении предшествующих 4-8 недель. Высокое значение HbA1с свидетельствует о недостаточной коррекции уровня глюкозы. Содержание гликогемоглобина обычно выражают в процентах от общей концентрации гемоглобина.
Гликозилированный гемоглобин – норма HbA1c – 4-6,5% от общего уровня гемоглобина.