20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 1 20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 1 Патофизиология углеводного обмена 1 Дисциплина: «Патофизиология» Автор: Герасимова Людмила Ивановна, д.м.н., профессор : gerasimova@petrsu.ru
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 2 20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 2 Ключевые понятия темы Значение углеводов. Механизмы регуляции углеводного обмена. Толерантность к углеводам. Методы исследования. Причины понижения и повышения толерантности к углеводам. Типовые формы нарушений обмена углеводов. Гипогликемические состояния. Последствия для организма, гипогликемическая кома. Гипергликемические состояния. Причины и механизмы развития, значение для организма. Сахарный диабет, его виды. Панкреатическая и внепанкреатическая инсулиновая недостаточность. Патогенез основных симптомов сахарного диабета. Этиология и особенности патогенеза инсулинозависимого ( I тип) и инсулинонезависимого ( II тип) сахарного диабета. Механизм нарушения углеводного, жирового и белкового обменов при сахарном диабете. Комы при сахарном диабете (кетоацидотическая, гиперосмолярная, лактацидемическая, гипогликемическая). Причины и механизмы развития. Осложнения сахарного диабета (микро- и макроангиопатии, офтальмопатии, нефропатии, полинейропатии). Нарушение углеводного обмена при наследственных ферментопатиях (мукополисахаридоз, гликогеноз и др.). 20.02.2019 2 Copyright L. Gerasimova
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 3 Значение углеводов Энергетическая роль Пластическая роль: Рибоза, дезоксирибоза (в составе РНК и ДНК) Гликопротеины Гликолипиды Аденозин Основные этапы обмена углеводов: Переваривание и всасывание углеводов в ЖКТ Депонирование углеводов Промежуточный обмен углеводов Анаэробное расщепление (гликолиз) Аэробное расщепление (ЦТК, ПФШ) Глюконеогенез Взаимопревращение гексоз Образование пентоз Синтез жирных кислот Выделение и реабсорбция глюкозы почками Углеводы пищи ЖКТ расщепление всасывание Гликоген депо Энергетический обмен : гликолиз цикл Кребса ,,, Жиры депо
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 4 Показатели углеводного обмена Глюкоза плазмы крови 3,3 – 5,5 ммоль/л Глюкозурия – Кетоновые тела –
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 5 Симпатическая НС Гормоны: Глюкагон Адреналин Глюкокортикоиды (+АКТГ) Тироксин (+ТТГ) СТГ Половые гормоны Парасимпатическая НС Гормоны: Инсулин
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 6 Толерантность к углеводам: – способность организма утилизировать глюкозу; – количество глюкозы, которое может усваивать организм без развития глюкозурии Глюкозотолерантный тест 8 ммоль/л 5 ммоль/л
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 7 GLUT-1 – при нормогликемии : головной мозг, почки, толстый кишечник, глаз, плацента, эритроциты (базальный захват глк, транспорт через ГЭБ) GLUT-2 – β-клетки, печень, почки, кишечник (абсорбционный период пищеварения) GLUT-3 – при гипогликемии : головной мозг, почки, плацента GLUT-4 – инсулин-опосредованный транспорт : скелетные мышцы, миокард, жировая ткань, (5мМ) GLUT-5 – тонкий кишечник, почки (+ всасывание и реабсорбция фруктозы) GLUT-6 – выделен в 1990 г., на 80% идентичен GLUT-3 Белки-транспортеры глюкозы
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 8 Инсулин 51 аминокислота, молекулярная масса 5800 А- и В-цепи + С-пептид Препроинсулин Проинсулин Инсулин
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 9 Механизм секреции инсулина стимуляция М-холинорецепторов, В-рецепторов для холецистокинина; активация моносахаридами (глюкозой через Глют-2) Са-зависимых процессов, приводящих к экзоцитозу гранул; стимуляция β-адренорецепторов
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 10 Анаболические эффекты инсулина Инсулин Глюконеогенез Гликогенолиз Липолиз Кетогенез Протеолиз Поступление ГЛЮ в мышечную и жировую тк. Гликолиз Синтез гликогена Синтез белка Поступление K + и PO 4 3- Синтез жиров (ТАГ)
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 11 Механизм действия инсулина α α β β
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 12 Типовые формы нарушения углеводного обмена Гипогликемии Гипергликемии Гликогенозы (агликогенозы)
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 13 Гипогликемия Избыток инсулина (передозировка, гиперплазия β -клеток подж.железы) Недостаток контринсулярных факторов (недостаточность аденогипофиза, надпочечников, щитовидной железы и др.) Нарушение расщепления гликогена Углеводное голодание и нарушение всасывания Глю в кишечнике Поджелудочная железа Островки Лангерганса β -клетки Глюкоза Мыш.волокно Инсулин
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 14 Симптомы гипогликемии Углеводное голодание головного мозга Возбуждение симпатоадреналовой системы Головная боль Потливость Затуман.зрение Слабость Сердцебиение Дрожь Голод Раздражительность Слабость/утомляемость Тревожность
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 15 Типы гликогенозов Печеночные формы Гипогликемия + Мышечные формы Гипогликемия - Смешанные формы Гипогликемия -
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 16 Гипергликемия алиментарная г. (избыток углеводов в пище); нейрогенная г. (при эмоциональном напряжении, стрессе, боли и т.д.); г. при судорожных состояниях; Временная гормональная г. (при избытке контринсулярных гормонов) инсулиновая недостаточность. стойкая
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 17 Сахарный диабет группа метаболических (обменных) заболеваний, характеризующихся гипегликемией, связанной с абсолютной или относительной недостаточностью инсулина в организме. Сахарный диабет Первичный СД Вторичный СД Инсулинзависимый СД Инсулиннезависимый СД
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 18 Эпидемиология сахарного диабета Клинические формы СД СД 1-го типа СД 2-го типа другие специфические типы, обусловленные дефектами β-клеток, или генетическими дефектами в действии инсулина вторичный (симптоматический) диабет
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 19 Этиология СД I типа (инсулинзависимого) Иммуноопосредованный СД Вирусы: Коксаки В4, гепатита, кори, ветряной оспы, эпид. паротита, краснухи прямое цитолитическое действие инициирование иммунных процессов Наследственная предрасположенность MHC-I: HLA-B8, -B15 MHC-II: HLA-DR3, -DR4, -DQ B1, -DQ B2 Аутоиммунный инсулит Продукция провоспалительных цитокинов ( IL-1, TNF, интерферон), NO Дисфункция β -клеток ( ↓ Глют-2) Апоптоз β -клеток Абсолютная инсулиновая недостаточность Идиопатический СД Наследственная предрасположенность ??? Белковая недостаточность Диабетогенные продукты (маниока, сорго, ямс …)
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 20 Этиология СД II типа (инсулиннезависимого) Инсулинорезистентность – снижение реакции инсулинчувствительных тканей на инсулин при его достаточной концентрации, в результате чего глюкоза не усваивается и развивается гипегликемия Дисфункция β -клеток Глюкоза Инсулин Клетка ИР Глюкоза не поступает в клетки
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 21 Патогенез СД 2 типа
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 22 Типичные симптомы СД Гипергликемия Глюкозурия Полиурия Полидипсия Полифагия Быстрая потеря веса Системные Потеря веса Глаза Затуманенное зрение Дыхание Запах ацетона ЖКТ Тошнота Рвота Боли в животе Почки Полиурия глюкозурия Дыхание Гипервентиляция (дыхание Куссмауля) Основные симптомы диабета Типично для СД-1 ЦНС Полидипсия Полифагия Летаргия Ступор
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 23 Значение инсулиновой недостаточности
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 24 Нарушение обмена веществ при инсулиновой недостаточности Инсулин Глюконеогенез Гликогенолиз Липолиз Кетогенез Протеолиз Поступление ГЛЮ в мышечную и жировую тк. Гликолиз Синтез гликогена Синтез белка Поступление K + и PO 4 3- Синтез жиров (ТАГ) Недостаток инсулина Недостаточное поступление глюкозы в клетки энергетический дефицит Активация контринсулярных факторов Активация глюконеогенеза Катаболический эффект: Распад гликогена Распад жиров Распад белков Гипергликемия Гипергликемия +++ Гипергликемия +++ Кетонемия, кетоацидоз Отрицательный азотистый баланс
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 25 Осложнения сахарного диабета
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 26 Патогенез диабетической (кетоацидотической) комы Этиология – инсулиновая недостаточность Кетоацидоз Недостаток инсулина Избыток контринсулярных факторов Усиление липолиза и кетогенеза Токсическое действие на ЦНС Тошнота, рвота → истощение щелочных резервов Запах ацетона, дыхание Куссмауля Обезвоживание Гиперосмия внеклеточной жидкости Осмотический диурез Нарушение микроциркуляции
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 27 Патогенез поздних осложнений сахарного диабета Микроангиопатии, нейропатии, катаракта Гликозилирование белков → васкулиты Активация альтернативных путей утилизации глюкозы: Сорбитоловый цикл → накопление сорбита → ↑ осмолярность → нарушение коллоидного состояния → изменение структуры тканей Гиалиноз микрососудов → нефропатия, ретинопатия, трофические расстройства Полинейропатия ↓ прозрачности сред глаза Макроангиопатии Атеросклероз Усиление пролиферации гладкомышечных клеток при гиперинсулинизме Эндотелиальная дисфункция Дислипидемия
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 28 Принципы патогенетической терапии сахарного диабета По учебнику В. А. Фролова: Диетотерапия Инсулинотерапия (при СД 1-го типа) Оральные антидиабетические препараты (при СД 2-го типа) Физическая нагрузка
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 29 Гестационный СД Контринсулярные факторы Гипергликемия матери Гипергликемия плода → гиперинсулинемия плода → макросомия плода
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 30 Нарушение жирового обмена
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 31 Ключевые поняти темы Обмен жиров в организме человека. Значение жиров. Недостаточное и избыточное поступление жиров в организм. Алиментарная, транспортная, ретенционная гиперлипемии. Общее ожирение. Этиология, виды и механизмы. Нарушение обмена фосфолипидов. Гиперкетонемия. Нарушение обмена холестерина, гиперхолестеринемия. Атеросклероз, его этиология, значение для организма.
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 32 Основные этапы жирового обмена Жиры пищи ЖКТ желчь, панкреатическая липаза эпителий щёточной каймы Хиломикроны Печень Липопротеиды Жировая ткань, мышцы Плазма крови липопротеидлипаза гепарин Нейтральный жир Неэстерифицированные (свободные) жирные кислоты
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 33
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 34 Типовые формы нарушения жирового обмена Типовые нарушения липидного обмена Последствия Нарушение переваривания и всасывания липидов в ЖКТ при расстройствах полостного и мембранного пищеварения; Недостаток жиров в организме: истощение, гиповитаминозы жирорастворимых витаминов, недостаток регуляторных липидов снижение адаптационных возможностей организма Нарушение транспорта липидов гиперлипидемии дислипопротеидемии атеросклероз Нарушение метаболизма липидов в тканях. ⇑ Ожирение ⇓ Истощение
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 35
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 36
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 37
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 38
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 39 Виды гиперлипидемий Алиментарная (за счет хиломикронов ) временное повышение уровня липидов в результате всасывания из ЖКТ; Транспортная за счет неэстерифицированных жирных кислот — результат усиленной мобилизации жировых депо при голодании, стрессе, сахарном диабете; поступление липидов из печени: пре-β-липопротеиды — ЛПОНП β-липопротеиды — ЛПНП -липопротеиды — ЛПВП Ретенционная — результат задержки перехода липидов из крови в ткани. Так, фактором развития атеросклероза является снижение содержания альбумина, гепарина, обеспечивающих растворимость жиров, а также низкой активности протеидлипазы (фактора просветления сыворотки).
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 40 Нарушения белкового обмена
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 41 Ключевые понятия темы Обмен белков в организме человека. Значение белков. Положительный и отрицательный азотистый баланс. Нарушение усвоения белков пищи. Расстройства конечных этапов белкового обмена, синтеза мочевины. Нарушения белкового состава плазмы крови: гипер-, гипо-, диспротеинемия, парапротеинемия. Белково-калорийная недостаточность. Нарушения обмена нуклеиновых кислот. Значение антител к нуклеиновым кислотам в патологии.
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 42 Типовые формы нарушений белкового обмена Типовые нарушения белкового обмена Последствия Нарушение биосинтеза белков Недостаточное поступление с пищей полное или частичное (белковое) голодание. Нарушение переваривания белков и всасывания аминокислот в ЖКТ Гастрит, энтерит, панкреатит, резекции ЖКТ Нарушение синтеза белков в клетках Недостаток инсулина, СТГ Повышенные потери белков Протеинурия Раковая кахексия Активация глюконеогенеза Сахарный диабет Извращение белкового синтеза (диспротеинозы) Амилоидоз Гемоглобинозы
20.02.2019 Copyright L. Gerasimova 43 Виды голодания Абсолютное голодание – прекращение поступления в организм пищи и воды – смерть на 5-7-е сутки от обезвоживания. Полное голодание – прекращение поступления в организм пищи – смерть на 60-70-е сутки от истощения. Для сохранения необходимого уровня энергетического обмена организм переходит на эндогенное питание. Неполное голодание – пища не покрывает энергетические потребности организма. Частичное голодание – в составе пищи отсутствуют или в недостаточном количестве определенная группа питательных веществ. Последствия белково-калорийной недостаточности: Дистрофические явления в органах и тканях (в первую очередь в ЖКТ), Гипопротеинемия: недостаток альбуминов гипоонкия крови отечный синдром, гипотония, гипоглобулинемия недостаток регуляторных факторов, предшественниками которых являются глобулины (брадикардия, гипотония), снижение иммунитета. У детей отставание в росте и развитии.
