Заняття 12 Патологія вуглеводного обміну. Цукровий діабет.
Основний показник вуглеводного обміну - рівень глюкози в крові
- У нормі - 3,3 - 5,5 ммоль / л
- При прийомі їжі межі допустимих коливань до 7,8 ммоль / л
- 8,9 - 10 ммоль / л - цукровий поріг (мінімальна кількість цукру в крові при якому з'являється цукор у сечі), при перевищенні ниркового порогу спостерігається глюкозурія.
Чому так важливий рівень цукру в крові? - глюкоза є енергетичним субстратом.
Регуляція рівня цукру в крові
Зниження глюкози в крові
Підвищення глюкози в крові
Тканини, залежні від інсуліну:
1. Абсолютно залежні від інсуліну (печінка, м'язи, жирова тканина)
2. Абсолютно нечутливі (головний мозок, мозкову речовину надниркових залоз, еритроцити, насінники)
3. Щодо чутливі (всі інші органи і тканини)
Механізм дії інсуліну
1. Гіпоглікемічна дія
· - використання глюкози інсулінозалежний тканинами (- проникність судинної стінки, клітинних мембран для глюкози, - окислення глюкози)
2. Анаболическое дію
· - липогенез в жировій тканині
· - синтез білка в м'язах
· -глікогенез в печінці
3. мітогеном дію (інсулін стимулює проліферацію клітин)
Механізм дії контрінсулярнихгормонів
- Глюкагон - гормон a-клітин поджелуд. залози, активує глікогеноліз і глюконеогенез в печінці
- СТГ - гормон гіпофіза, викликає інсулінорезистентність м'язів і жирової тканини - гіперглікемія
- Адреналін - гормон мозкового шару надниркових залоз, активує глікогеноліз в м'язах і печінці
- Глюкокортикоїди - гормони кори надниркових залоз, прямі антагоністи інсуліну, збільшують глюконеогенез
Порушення рівня цукру в крові
Гіпоглікемія зниження рівня глюкози в крові нижче 3,3 ммоль / л
· Алиментарная (повне голодування)
· Інтенсивне фізичне навантаження
· Ендокринна (¯ СТГ, тироксину, ¯ глюкокортикоїдів)
· Ниркова (нирковий діабет)
· Активація симпатоадреналової системи · активація глікогенолізу · активація глюконеогенезу
· Дефіцит АТФ в нейронах, внаслідок зниження градієнта концентрації глюкози · зниження активності іонних насосів · втрата іонних градієнтів · деполяризация нейронів
Гіперглікемія - підвищення цукру в крові> 5,5 ммоль / л
- алиментарная
- гормональна (надлишок гормонів СТГ, глюкокортикоїдів, адреналіну)
- емоційна
- при нестачі інсуліну (цукровий діабет)
Цукровий діабет (ЦД) -це ендокринне захворювання, обумовлене абсолютним або відносним дефіцитом інсуліну, і що характеризується порушенням всіх видів обміну речовин.
1. Первинний цукровий діабет
2. Вторинний цукровий діабет - є ознакою інших захворювань (10%)
Особливості цукрового діабету 1 типу і 2 типу.
Патогенез СД I типу
1. При народженні люди з генетичною схильністю до цього розладу мають нормальну масу # 946; клітин острівців Лангерганса.
2. Бета-клітини діють як аутоантигени і активують CD4 + Т-лімфоцити, в результаті чого відбувається імунна деструкція бета-клітин підшлункової залози, яка триває від декількох місяців до декількох років. Клінічні ознаки діабету з'являються після руйнування # 946; -клеточной маси більш ніж на 80%.
3. Тригерами аутоімунного процесу є деякі інфекційні (епідемічний паротит, кір, вірус Коксакі В, цитомегаловірус і інфекційний мононуклеоз) або екологічні фактори, які спеціально орієнтовані на бета-клітини.
Патогенез СД II типу
Генетичні чинники (конкордантность ідентичних близнюків 80%, обидва батьки хворі на ЦД - ризик розвитку у дитини 50%)
Конституціональні чинники (ожиріння, гіпертензія, гіподинамія)
Порушення секреції інсуліну
Інсулінорезистентність (дефект рецепторів, знижена утилізація глюкози)
Підвищення синтезу глюкози в печінці
Інсулінорезистентність проявляється відсутністю реагування периферичних тканин до інсуліну, особливо скелетних м'язів і печінки. Механізм гіперглікемії в цих випадках пояснюється:
· Стійкість до дії інсуліну знижує утилізацію глюкози Þ гіперглікемія
· Збільшується печінковий синтез глюкози
· Гіперглікемія ожиріння пов'язана з високим рівнем жирних кислот і цитокінів (наприклад, адипонектину), які впливають на чутливість периферичних тканин до інсуліну
Порушення секреції інсуліну. На початку перебігу захворювання, у відповідь на інсулінорезистентність компенсаторно підвищується секреція інсуліну (гіперінсулінемія) в спробі зберегти нормальний рівень глюкози в крові.
Зрештою, недостатня функція # 946; клітин призводить до зниження секреції інсуліну від легкого до помірного ступеня. Спостерігається дефіцит інсуліну (який є набагато менш серйозним, ніж при СД 1 типу), але не його повна відсутність.
Механізми симптомів і ознак, викликаних неконтрольованої гіперглікемією при СД
Порушення вуглеводного обміну при ЦД
· Гіперглікемія. Викликана порушенням транспорту глюкози в клітини.
· Глюкозурія і поліурія. Нирковий поріг для глюкози - 8,8 - 10 ммоль / л в крові, якщо рівень цукру в крові вище цього рівня, то глюкоза виділяється з сечею.
· Полідипсія (відчуття спраги) - гиперосмолярность крові, подразнення осморецепторов, дегідратація клітин.
· Поліфагія - підвищений апетит через енергодефіциту, посилюється метаболізмом жирних кислот.
· Діабетична ангіопатія. Глікозильовані білки базальної мембрани судин набухають, легко просочуються ліпідами. Уражаються переважно периферичні (дрібні) судини - мікроангіопатія, ретинопатія, нефропатія.
Порушення жирового обміну при ЦД
· Гіперліпідемія - збільшення вмісту в крові вільних жирних кислот. Пов'язана з активацією ліполізу і пригніченням липогенеза в жировій тканині внаслідок порушення балансу між інсуліном і контрінсулярних гормонами. Недолік вуглеводів призводить до підвищених витрат в якості джерела енергії ліпідів.
· Кетонемія і кетонурія. Ац-КоА посилено утворюється при згорянні жирів, але не може бути використаний повністю в ЦТК (ферменти циклу трикарбонових кислот активуються інсуліном) і частина йде на синтез кетонових тіл. З кетонових тел синтезується холестерин, що сприяє розвитку атеросклерозу.
· Дисліпопротеїнемія пов'язана з впливом інсуліну на обмін ліпідів і призводить до збільшення в крові ЛПДНЩ (ліпопротеїди дуже низької щільності) зниження рівня ЛПВЩ (ліпопротеїди високої щільності). Це прискорює розвиток атеросклерозу.
· Жирова інфільтрація печінки-наслідок надлишкового надходження в печінку вільних жирних кислот.
· Похуденіе- наблюдаетсяпрі нелікованому цукровому діабеті. Це пов'язано з гальмуванням липогенеза при відсутності інсуліну і придушенням реакцій гліколізу, необхідних для цього процесу.
Порушення білкового обміну при ЦД
· Негативний азотистий баланс. Глюконеогенез з амінокислот. Випадання анаболічного дії інсуліну.
· Зниження іммунітета- фурункульоз, зниження загоєння ран, часті інфекції.
Порушення КОС при СД
· Ацидоз в зв'язку з накопиченням кетонових тіл (ацетоуксусная і бета-оксимасляная кислоти) і молочної кислоти (гліколіз).
1. Діабетик кетоацидоз - накопичення кетонових і ацетонових тіл і ацидоз 2. Гіперосмолярна кома - висока гіперглікемія (> 30 ммоль / л) викликає збільшення осмотичного тиску крові, внаслідок чого розвивається дегідратація тканин, особливо мозку. 3. Гіпоглікемічна кома - передозування інсуліну
1. Атеросклероз (інфаркт, гангрена кінцівки) 2. Мікроангіопатія (нейропатія, нефропатія, ретинопатія) 3. Інфекції (туберкульоз, пневмонії, грибкова) 4. Жирова інфільтрація печінки
Патогенез хронічних ускладнень
1. Неферментативне гликозилирование білків. Коли вільна аміногрупа різних білків організму зв'язується з глюкозою цей процес називається гликозилирование і прямо пропорційна тяжкості гіперглікемії. Білки тіла, що піддаються хімічним змінам таким чином, включають в себе гемоглобін, кристалічний білок кришталика, і базальнумембрану клітин організму.
Глікозилювання білків призводить до різних біологічних і хімічних змін, наприклад, до потовщення базальної мембрани судин при діабеті.
2. Освіти поліолів. Цей механізм відповідальний за поразки в аорті, кришталику очей, нирках і периферичних нервах. Ці тканини мають фермент, альдозоредуктази, який вступає в реакцію з глюкозою з утворенням сорбітолу і фруктози в клітинах при гіперглікемії.
Внутрішньоклітинний накопичення сорбітолу і фруктози призводять до проникнення води всередину клітини і як наслідок до клітинного набряку і пошкодження клітин. Крім того, внутрішньоклітинний накопичення сорбітолу викликає внутрішньоклітинний дефіцит міоінозіта, що сприяє пошкодження шванновскими клітин і перицитів сітківки ока. Ці поліоли призводять до порушення обробки нормальних проміжних метаболітів, що призводять до ускладнень цукрового діабету.
3. Надмірне утворення вільних радикалів кисню. Гіперглікемія при цукровому діабеті збільшує виробництво активних вільних радикалів кисню в мітохондріях при окисного фосфорилювання, яке може привести до пошкодження різних клітин-мішеней.