Характеристика углеводов организма. 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Характеристика углеводов организма.



Содержание

I. Пути обмена углеводов в организме человека

1.1.Характеристика углеводов организма.

1.2. Значение и биологическая роль углеводов организма

1.3.Углеводы пищи, нормы и принципы нормирования их суточной пищевой потребности 1.4. Всасывание углеводов

1.5.Нарушение переваривания и всасывания углеводов

1.6.Усвоение моносахаридов тканями

1.7.Взаимные превращения моносахаридов в клетке.

1.8.Наследственное заболевание галактоземия

 

II Энергетический путь обмена глюкозы

2.1. Гликолитический путь окисления глюкозы

2.2. Регуляция гликолитического пути

2.3 Взаимосвязь гликолиза и цикла Кребса

2.3.1. Превращение ПВК – АцКоА

2.3.2. Эффект Пастера

 

III Пластические пути обмена гл-6-ф. Пентозофосфатный цикл

 

IV Регуляция углеводного обмена. Патология углеводного обмена

Приложение. Витамин В1.

V. Лабораторная диагностика углеводного обмена

 

 

Раздел1.

ПУТИ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

Ключевые слова: анаэробный гликолиз, аэробный гликолиз, всасывание углеводов, гипергликемия, гипогликемия, глюкозурия, глюконеогенез, легкоусвояемые углеводы, моносахариды, нормогликемия, олигосахариды, переваривание углеводов, пентозофосфатный цикл(шунт), полисахариды, рецепторы глюкозы, трудноусвояемые углеводы, цикл Кори, челночные транспортные механизмы, экзогенные углеводы, эндогенные углеводы.

Наследственные и приобретенные дефекты ферментов, участвующих в переваривании.

Известны наследственные дефекты ферментов лактазы, α-амилазы, сахаразно-изомальтазного комплекса. Наиболее распространен дефект лактазы.Такие люди с детства не могут пить молоко. Дисахарид лактоза неизменным попадает в нижние отделы кишечника, бурно развивается микрофлора, возникают явления диарреи. У некоторых народов(Африка, Индонезия) генетически отсутствует ген, кодирующий синтез а -лактазы - это исключает употребление в пищу молока. Частота этой па­тологии составляет в Европе 7—12%, в Китае — 80%, в Африке — до 97%

Дефицит фермента а - лактазы у взрослых людей может быть связан со снижением экспрессии гена а- лактазы. Многие пожилые люди не переносят молоко из-за развития лактазной недостаточности:.

 

2 ). Нарушение всасывания моносахаридов в кишечнике.

Нарушения всасывания возникают в результате наследственных или приобретенных дефектов в системе переносчиков. Описана патология, связанная с дефектом натрийзависимого белка -переносчика глюкозы Патогенная микрофлора кишечника(разные виды E.coli и др.) вырабатывает белки, ингибирующие а -лактазу. У детей при кишечных заболеваниях различной этиологии, особенно при поносах, дисбактериозе, молоко надо применять в пищу с большой осторожностью. Синдром мальабсорбции сопровождается осмотической диаррей, усилением перистальтики, спазмами, болями, а также метеоризмом. Диаррею вызывают нерасщеплённые дисахариды или моносахариды в дистальных отделах кишечника, а также органические кислоты, образованные микроорганизмами при неполном расщеплении углеводов.

 

Нарушение всасывания углеводов сопровождается дефицитом углеводов в организме, гипогликемией, у детей возникает отставание в физическом развитии, ослабление иммунной системы, диаррея вызывает потерю жидкости, микроэлементов, ионов натрия- возможно возникновение ацидоза.  

 

Углеводы пищи и полость рта

Углеводы слюны участвуют в поддержании гомеостаза глюкозы. В полости рта они стимулируют выделение слюнными железами регуляторного пептида- инсулиноподобного фактора, а попадая в кишечник «информируют» β -клетки поджелудочной железы в отношении секреции инсулина.

Внимание!

Легкоусвояемые углеводы – сахароза, глюкоза, фруктоза- больше, чем другие компоненты пищи оказывают влияние на состав слюны и на гомеостаз (постоянство среды и метаболических процессов) в полости рта

В этом отношении особую опасность представляют карамели, тянучки, сладкая вата, напитки кока-кола, пепси-кола, лимонады, мороженое в которых присутствует много сахарозы или свободной глюкозы.

 

Недопустимы жевательные резинки, содержащие легкоусвояемые пищевые углеводы.  

Питание экспериментальных животных (крыс) выявило прямую связь между частотой употребления пищи, содержащей углеводы и степенью поражения у них зубов кариесом.

Употребление в пищу легкоусвояемых углеводов вызывает в полости рта своеобразный

«взрыв» обменных процессов с участием микрофлоры полости рта, зубного налета. Продолжительность метаболических реакций ограничивается временем ликвидации остаточных количеств углеводов в полости рта, которое составляет 20 -60 мин, и этого времени уже достаточно для запуска процесса деминерализации эмали.

 

20 -60 мин присутствия в полости рта остаточных количеств углеводов достаточно для запуска процесса деминерализации эмали.  

При условном определении индекса потенциальной кариесогенности) низкими значениями(в скобках указаны условные индексы) обладают йогурт, орехи, желатиновые десерты(0,2 -0,4), более высоким картофельные чипсы, хлеб(0, 4- 0,8) и самыми высокими сахароза, бананы, изюм, пирожное(1,05-1,2)

 

ГАГ

УДФ- глюкуроновая кислота

       
   
 
 


Детоксикация

Ксенобиотиков

И эндогенных токсинов

Гл-1-ф ——> УДФ- глюкоза ——> Синтез гликогена

 
 


Цикл Кребса

ГЛ-6-Ф ——> 3 -ФГА ——> ПВК ——> АцКоА ——> холестерин

жирные кислоты

Ацетилхолин

риб-5-ф —> РНК, ДНК Лактат

ПЦ АТФ, нуклеотиды

НАДФН

 
 


Эффект Пастера.

Включение ПВК в аэробный путь окисления происходит только в том случае, если клетка

потребляет кислород, «дышит». Впервые снижение образования молочной кислоты в присутствии

кислорода заметил Л. Пастер.

Эффект Пастера – этоснижение в клетке скорости потребления глюкозы и накопления лактата в присутствии кислорода

Эффект Пастера объясняется наличием конкуренции за кофермент НАДН между ферментами аэробного тканевого дыхания в митохондриях и анаэробной ЛДГ.

Без кислорода митохондрии не потребляют ПВК и НАДН. ПВК и НАДН остаются в цитоплазме и используются для образования лактата с участием ЛДГ.

В присутствии кислорода митохондрии «выкачивают» ПВК и НАДН из цитоплазмы, прерывая реакцию образования лактата.

 

2.3.7 Механизмы взаимосвязи аэробного гликолиза и окислительного фосфорилирования

Кроме соотношения АДФ/ АТФ, регуляторным действием на скорость реакций гликолиза и цикла Кребса оказывает соотношение НАД +/ НАДН, цитрат и жирные кислоты.

Угнетение окисления глюкозы на уровне пируваткиназы при повышении концентрации жирных кислот направлено на сбережение глюкозы в клетке в условиях, когда клетка обеспечена другим субстратом, способным образовать также АцКоА. (смысл цикла Рендла, или другое название цикла глюкоза-жирные кислоты).

 

 

Надо помнить, что Гл-6-Ф- более универсальный энергетический субстрат по сравнению с жирными кислотами: из углеводов образуются АцКоА и ЩУК, а из природной жирной кислоты - только АцКоА. При аэробном окислении из 1 глюкозы образуется 38 АТФ, а в анаэробном гликолизе 2 АТФ, соответственно, для образования достаточного количества АТФ в аэробных условиях необходимо глюкозы в 19 раз меньше, чем в анаэробных условиях

 

Схема: связь реакций гликолиза с циклом Кребса

 

.

 

Сокращения: ЦТК- цикл Кребса

ДЦ- дыхательная цепь

Неокислительная стадия

Н а неокислительной стадии действуют ферменты класса лиаз- транскетолаы и трансальдолазы, в их составе кофермент- тиаминпирофосфат (витаминВ-1).

Этот этап активируется в том случае, когда ПФЦ «нарабатывает» НАДФН для различных пластических и других целей, и необходимо утилизовать полученные одновременно пентозы, поскольку накопление пентоз по принципу обратной связи ингибирует активность Гл-6-Ф-ДГ и начальную реакцию окисления.

 

n Общее уравнение ПФЦ:

6 Гл-6-ф + 12 НАДФ++7 Н2О ——> 6 СО2 + 12 НАДФН+ Н+ + 5 гл-6-ф + Ф

(36 атомов углерода) (6 атомов углерода + 30 атомов углерода= 36 атомов))

Значение ПФЦ

1. Главный источник образования НАДФН. Потребителями НАДФН являются:

- система микросомального окисления(МСО)

- антиоксидантная защита в процессах образования активных форм кислорода и перекисного окисления липидов

-защита гемоглобина от превращения в метгемоглобин, неспособный транспортировать

кислород (метгемоглобинредуктазная система)

- активация витамина Д в процессе реакций гидроксилирования

- пластический обмен- синтез жирных кислот, холестерина,

- метаболизм пуриновых соединений.

2.Синтез пентоз, необходимых для образования нуклеотидов, динуклеотидов(АТФ, ГТФ, НАД, ФАД и др.)и нуклеиновых кислот.

3 Синтез 3-ФГА. Связь с гликолизом осуществляется через 3-ф-ГА- эта связь объясняет термин «шунт». Очень важна в обеспечении метаболизма в эритроците. Из 3-ФГА образуется

3- фосфоглицерол- субстрат для синтеза триглицеридов и фосфолипидов.

 

Причины нарушения ПФЦ:

1.Недостаток тиамина в продуктах питания или нарушение его тканевого обмена.

2. Генетические дефекты Гл-6-ф-ДГ (описано более 250 патологических изоформ). Особенно опасно нарушение в эритроцитах:

- с нижается концентрация восстановленного антиоксиданта глутатиона

- увеличивается количество активных форм кислорода

-возникает нарушение пластичности мембран эритоцитов - появляется риск гемолиза эритроцитов

Клинические проявления дефекта Гл-6-ф-ДГ

Характерны приступы гемолитической анемии. Возникают под влиянием провоцирующих агентов: некоторые лекарственные соединения(сульфаниламиды, анальгетики, противомалярийные и др.), из пищевых продуктов бобовые(фасоль, горох),

 

Понижают повышают

инсулин контринсулярные:

Глюкагон

Адреналин

Глюкокортикоиды(кортизол)

Тиреоидные

Соматотропин

4.1 Гипогликемия.

Снижение глюкозы до 2, 2 ммоль/л может представлять опасность для жизни взрослого человека

Причины гипогликемии многообразны:

- алиментарная(голодание, низкоуглеводная диета)

-высокие энергозатраты(физические нагрузки)

- нарушение переваривания и всасывания(заболевания ж.к.т.)

- передозировка инсулина(у больных диабетом)

- повышенная секреция инсулина (опухоль поджелудочной железы инсулома)

- пониженная секреция контринсулярных гормонов (хроническая недостаточность коры надпочечников, гипотиреоз)

-заболевания печени(снижение запасов гликогена)

Гипогликемия сопровождается тяжелыми нарушениями метаболических процессов в тканях и органах, изменением водно-солевого обмена и кислотно-основного состояния организма.

Низкий уровень глюкозы в крови вызывает снижение осмотического давления. Возникает перемещение воды в область более высокого осмотического давления: из сосудистого русла в эритроциты, во внесосудистое пространство и ткани. Возникают тканевые отеки. Увеличиваются размеры эритроцита вплоть до гемолиза. Объем циркулирующей крови уменьшается.

Н2)

Н2О

Н

Н2О

Эритроцит Вода входит в эритроцит Гемолиз эритроцита

Увеличение размера

 

При гипогликемии полностью нарушаются метаболические процессы в нейронах и эритроците, поскольку в них глюкоза является единственным субстратом энергетического обмена. В эритроците снижается выработка АТФ, нарушается связывание кислорода, его транспорт и снабжение тканей кислородом. Развивается тканевая гипоксия. В условиях гипоксии единственным субстратом энергетического обмена является глюкоза, уровень которой низкий. Выработка АТФ в тканях, продукция нейромедиаторов нейронами катастрофически снижается. Ситуация становится критической.

Можно представить последовательность патохимических изменений.

  Гипогликемия – гипоксия- прекращение энергетического обмена- гибель нейронов и эритроцитов- летальный исход.  

При снижении уровня глюкозы в крови включаются механизмы поддержания нормогликемии:

выделение глюкагона, кортизола, адреналина. Тиреоидные гормоны выделяются маленькими порциями ежечасно, максимальная секреция происходит в вечернее время между 18-20 час. Секреция соматотропного гормона происходит через 4-5 часов после засыпания, примерно в 2-4 часа ночи.

Гипергликемия

Причины гиперликемии:

- алиментарная(высокоуглеводная диета)

- низкие энергозатраты (низкие физические нагрузки, гиподинамия при избыточном питании)

-эмоциональная(повышенное выделение адреналина)

- диабет(снижение секреции инсулина или нарушение рецепции инсулина)

-усиленная секреция кортизола(гиперкортицизм, стероидный диабет)

- гипертиреоз

-опухоли в гипоталамической области, сопровождающиеся повышенной секреций соматотропного и адренокортикотропного гормонов.

Гипергликемия вызывает повышение осмотического давления крови. Жидкость из тканей, внеклеточного пространства и эритроцитов устремляется в сосудистое русло. Объем красной клетки крови уменьшается, эритроцит «сморщивается», а ткани обезвоживаются. Особенно это опасно для нейронов.

Н2О


вода удаляется из эритроцита «сморщенный» эритроцит

 

Нарушается транспорт кислорода эритроцитами, возникает тканевая гипоксия, которая не столь опасна как при гипогликемии, поскольку в условиях гипоксии клетки переходят на анаэробный путь обмена, обеспеченный глюкозой, уровень которой в крови высокий. Конечно, обезвоживание клеток нарушает функционирование ферментов цитоплазмы и митохондрий и снижает эффективность энергетического и пластического обмена. При гипергликемии появляется еще один патохимический фактор - взаимодействие глюкозы с белками мембран, рецепторами, ферментами клеток, гемоглобином, что приводит к серьезным изменением функций всех перечисленных соединений и структур. Этот процесс носит название гликозилирование белков.

Гликозилирование белков- причина многих серьезных нарушений функции ферментных систем, рецепторов, мембранных и тканевых белков при диабете.  

При повышении уровня глюкозы в крови включается механизм ее понижения: и выделяется гормон инсулин.

.

 
 


Инсулин

 

глюкагон

Адреналин

Кортизол

Тиреоидные

Соматотропин

 

 

контринсулярные гормоны

 

Обратите внимание, как неравномерно распределились гормоны, регулирующие уровень глюкозы – чаша весов смещена в сторону контринсулярных гормонов. Это доказывает, что острое состояние гипогликемии в природе, в мире животных, встречается значительно чаще и представляет большую опасность для жизнедеятельности

 

В цивилизованном мире человека все стало иначе: распределение гормонов, естественно, сохранилось прежним, а вот гипергликемия возникает значительно чаще, чем гипогликемия из-за изменения характера питания и образа жизни.

Наиболее тяжелые изменения биохимических показателей и, в целом, гомеостаза организма

происходят при диабете. Прежде чем изучать механизмы регуляции углеводного обмена и причины развития патологии обмена глюкозы, надо изучить химические свойства, процессы секреции, рецепции гормонов, участвующих в поддержании гомеостаза глюкозы.

 

Гомеостаз глюкозы

Гомеостаз глюкозы и сохранение уровня глюкозы в пределах 3,3-5,5 ммоль/л поддерживается равновесием двух противоположно направленных процессов.

Один ведет к развитию гипергликемии: поступление пищевых углеводов, синтез глюкозы путем глюконеогенеза и распад гликогена(гликогенолиз).

Другой сопровождается развитием гипогликемии: затраты углеводов организма на энергетические и различные пластические процессы, синтез гликогена и потери в составе мочи (патологическая почечная глюкозурия).

Рассмотрим вначале процессы синтеза и распада гликогена, затем охарактеризует отдельные гормоны.

 

 

 

 

Синтез гликогена

Активно происходит в течение 2-3 часов после приема пищи с высоким содержанием углеводов и при повышенном содержании глюкозы в крови. Последовательно проходят следующие реакции.

 

Гл + АТФ— гексокиназа,Mg2 + —>Гл-6-ф + АДФ

Гл-6-ф < = > Гл-1-ф

Гл-1-ф + УТФ ———> УДФ-глюкоза + пирофосфат

 

УДФ-глюкоза взаимодействует с затравочным количеством гликогена и удлиняет ее на один

остаток глюкозы. Роль «затравки» - праймера чрезвычайно важна для синтеза полимера, и если клетка долго «голодала», она теряет способность запасать гликоген и медленно восстанавливает эту функцию.

 

УДФ-глюкоза + (С6 Н 10 О 5)n — гликогенсинтетаза ———> (С6 Н 10 О 5)n+1 + УДФ

Гликогенсинтетаза образует связь α-(1-4), активируется инсулином, кортизолом, для проявления ее функции необходим витамин В6.

Разветвленная структура образуется с участием фермента амило-1,4 ->1,6- глюкозилтрансферазы (фермент ветвления). Точка ветвления располагается на расстоянии не менее 4 остатков глюкозы от соседнего ветвления. Ветвящий фермент по мере роста цепи переносит олигосахарид от конца цепи и и создает новую точку ветвления.

 

Распад гликогена

Стимулируется

- гипогликемией

- выделением гормонов: при физиологическом кратковременном чувстве голода и гипогликемии действует глюкагон и при длительном чувстве голода, длительной гипогликемии или стрессе(на фоне любого уровня глюкозы) участвует адреналин. Инсулин ингибирует распад гликогена..

 

Глюкагон и адреналин действуют через мембранный белок- рецепторG-белок. Глюкагондействует на печень, миокард. Адреналин - на печень, миокард, скелетные мышцы

.

 

 

Выделение свободной глюкозы в кровь возможно только после изомеризации Гл-1-ф и гидролиза Гл-6-ф.

Гл-1-Ф ↔ Гл-6 -Ф

Гл-6 –Ф + Н2 О — фосфатаза —> Гл + Н3 РО4

Фермент фосфатаза (этот факт уже обсуждали) присутствует только на мембранах ЭПР клеток печени, почек, кишечника.

 

*Синтез и распад гликогена протекает с участием различных ферментов. * Гликоген мышц служит только для обеспечения мышц глюкозой. * Гликоген печени участвует в поддержании уровня глюкозы крови и обеспечивает глюкозой другие ткани.

 

4.5. Инсулин

Инсулин выделяется β-клетками поджелудочной железы.

В островковой части поджелудочной железы выделяют 4 типа клеток, секретирующих гормоны:

А- (или α-) клетки (доля 25%) секретируют глюкагон, В- (или β-) клетки (70%) - островки Лангерганса составляют 1-2% массы поджелудочной железы - секретируют инсулин, D- (или δ-) клетки (<5%) — соматостатин, F-клетки (следовые количества) секретируют панкреатический полипептид.

Между α и β- клетками существуют тесные метаболические и регуляторные связи.

Гормоны поджелудочной железы выделяются в панкреатическую вену, которая впадает в воротную. Это имеет большое значение, поскольку печень является главным объектом действия глюкагона и инсулина.

.

Строение инсулина

Инсулин — полипептид, содержащий 51 аминокислоту, состоит из двух цепей. В составе

цепи А содержится 21 аминокислота, в цепи В — 30 аминокислот. В инсулине три дисульфидных мостика, один возникает между 6 и 11 аминокислотами в А цепи, остальные соединяют цепи А и В.

Инсулин может существовать в нескольких формах: мономера, димера и гексамера. Гексамерная структура инсулина стабилизиру­ется ионами цинка, который связывается остатками аминокислоты гистидина В-цепи всех 6 субъединиц.

Инсулин человека сходен по составу с инсулинами некоторых животных. Бычий инсулин отличается от инсулина че­ловека на три аминокислоты, а инсулин свиньи отличается только на одну ами­нокислоту (ала вместо тре на С конце В-цепи). Это позволяет применять животный инсулин в качестве лекарственного препарата при нарушении выработки инсулина у человека.. Длительноеприменение лекарственного препарата, содержащего животный инсулин, может вызвать появление антител к чужеродному белку и развитие аллергической реакции. Более перспективным является применение рекомбинантного инсулина, полностью повторяющего состав и строение человеческого инсулина.

 

Биосинтез инсулина

 

Ген инсулина находится в 11 хромосоме. Полный синтез активного инсулина включает в себя последовательные этапы: препроинсулин - проинсулин - инсулин

. На рибосомах ЭПР синтезируется препроинсулин, содержащий 110 аминокислот. На N- конце содержится сигнальный пептид из 24 аминокислот, который направляет растущую цепь в просвет ЭПР.

В просвете ЭПР препроинсулин превращается в проинсулин путем отщепления сиг­нального пептида. Тиольные группы цистеина в проинсулине окисляются с образованием трех дисульфидных мостиков, проинсулин становиться «сложным» и его активность составляет 5% от активности инсулина.

«Сложный» проинсулин, содержащий 86 аминокислот, поступает в аппарат Гольджи, где расщепляется на два пептила: активный инсулин (51 аминокислота, две цепи) и С-пептид (31 аминокислота).

Инсулин и С-пептид в соотношении 1:1 совместно включаются в секреторные гранулы

(пузырьки), где инсулин соединяется с цинком, обра­зуя димеры и гексамеры.

В момент выделения гранулы сли­ваются с плазматической мембраной, инсу­лин и С-пептид

выделяются во внеклеточное пространство и далее в кровь. Время жизни инсулина значительно короче, чем пептида С.

 

В лабораторной диагностике вместо инсулина в крови определяют пептид С, содержание которого соответствует содержанию инсулина.  

.

Транспорт инсулина.

Инсулин водорастворим, не имеет специфического белка-переносчика в плазме, транспортируется альбумином крови. Есть данные, что мембрана эритроцита также способна частично связывать инсулин. Т1/2 инсулина в плазме крови составляет 3—10 мин, проинсулина -20-23 мин, С-пептида — около 30 мин..

Разрушение инсулина

Происходит под дей­ствием инсулинзависимой протеиназы в тканях- мишенях: в основном, в пе­чени (за 1 проход через печень разрушается около 50% инсулина), в почках и плаценте.

 

Метаболизм глюкозы

Ин­сулин направляет обмен глюкозы в трех аспектах: примерно 50% глюкозы использует­ся в процессе гликолиза, 30—40% превращается в липиды в печени и жировых клетках адипоцитах и 10% превращается в глико­ген. Общий итог этих процес­сов — снижение концентрации глюкозы в крови.

Метаболизм липидов

В пе­чени и жировой ткани инсулин стимулирует липогенез - син­тез липидов,. В жировой ткани инсулин тормозит липолиз - мобилизацию липидов, концентрация жирных кислот, циркулирующих в крови. снижается.

Метаболизм белков

Оказывает анаболическое действие: стимулирует потребление нейтральных аминокислот мышцами и синтез белков в печени, мышцах и сердце.

Регулирует клеточную дифференцировку, пролифе­рацию и трансформацию боль­шого количества клеток. Поддерживает рост и репликацию многих клеток эпителиального происхождения: гепатоцитов, опухолевых. Способствует синтезу простагландина (ПГF2a), и различных факторов роста: фибробластов, тромбоцитарного, эпидермиса.

Транспорт веществ

Стимулирует транспорт в клетку глюкозы, аминокислот, нуклеозидов, органического фосфата, ионов К+ и Са2+.

 

Транспорт глюкозы в ткани с участием инсулина всегда сопровождается поступлением в клетку ионов калия. При гипергликемии и высокой продукции инсулина в крови формируется гипокалиемия. Снижение секреции инсулина сопровождается увеличением калия в крови и развитием гиперкалиемии.

 

Гипо- и гиперкалиемия изменяют активность скелетных мышц, активность миокарда, частоту сердечных сокращений.

Адреналин

Гормоны адреналин и норадреналин выделяются в экстремальных стрессовых ситуациях, синтезируются в мозговом слое надпочечников из аминокислоты тирозина. Оба гормона имеют близкое строение и отличаются только одной метильной группой, которая присутствует в адреналине(«нор» в названии химического соединения, в том числе и норадреналина, означает, что это соединение по сравнению с ему родственным – в данном случае адреналином- не содержит метильной группы). Норадреналин, кроме гормонального действия, обладает нейромедиаторным действием и образуется в нейронах симпатической нервной системы.

 

 

адреналин норадреналин

Клетки-мишени для адреналина: печень, жировая ткань, мышцы.

Транспорт осуществляется альбуминами крови, в основном, к печени и мышцам.

Существует два типа рецепторов к адреналину: α и β – рецепторы. По химическому составу - это гликопротеины. Выделяют подтипы α1, α2, β1, β2. Один и тот же вид клеток, имеющих различную топографию могут быть снабжены разными видами адренорецепторов(например, клетки жировой ткани адипоциты, гладкомышечные клетки сосудов).

Практически все ткани снабжены β – рецепторами, в этом адреналин напоминает глюкагон.

При взаимодействии с а –рецепторами активируется в клетке повышается уровень кальция.

 

Оба вида рецепторов оказывают разнонаправленное действие на виды обмена

Эффекты адреналина на молекулярном уровне:

- снижает высвобождение инсулина поджелудочной железой и чувствительность рецепторов к инсулину периферическими тканями(скелетной мускулатурой)

- увеличивает в печени скорость распада гликогена и скорость глюконеогенеза – эти процессы сопровождаются повышением уровня глюкозы в крови при одновременном снижении потребления ее периферическими тканями, создаются условия для обеспечения глюкозой тканей центральной нервной системы,

- вызывает ускорение липолиза (распада триглицеридов в жировой ткани). Повышается образование кетоновых тел- главных энергетических субстратов мышц на фоне стресса,

- снижается скорость синтеза белка, поскольку аминокислоты являются субстратами как глюконеогенеза, так и могут быть субстратами энергетического обмена.

 

Выделение адреналина- ответная реакция, сопровождающаяся быстрым развитием гипергликемии Поэтому стрессы особенно нежелательны у людей со склонностью к гипергликемии (сахарный диабет, стероидный диабет -гиперкортицизм)

.

Кроме эффектов на молекулярном уровне адреналин вызывает изменение физиологических параметров организма:

- мозг- усиление кровотока,

- сердечно-сосудистая система- увеличение частоты и силы сердечных сокращений, сужение периферических сосудов,

-легочная система- расширение бронхов, увеличение вентиляции, повышение снабжения кислородом,

кожа- снижение кровотока.

лимфоидная система- усиление протеолиза

 

Передача сигнала в клетку зависит от типа рецептора, с которым взаимодействует адреналин(см. таблицу).

 

Эффекты, связанные с различными типами адренорецепторов.

Таблица

 

рецептор Эффекты на молекулярном уровне Эффекты физиологического характера
α 1 Увеличение гликогенолиза   Сокращение гладких мышц (кровеносные сосуды, мочеполовая система)
α 2 Ингибирование -секреции инсулина -липолиза Ингибирование секреции ренина Расслабление гладких мышц(ж.к.т.) Сокращение гладких мышц(некоторые сосуды) Ингибирование - агрегации тромбоцитов
β1 Стимуляция липолиза Сокращение миокарда Увеличение амплитуды и силы сокращений
β 2 Усиление глюконеогенеза в печени Увеличение гликогено лиза в печени Повышение гликогенолиза в мышцах Повышение секреции глюкагона, ренина, инсулина Расслабление гладких мышц - бронхи -кровеносные сосуды - мочеполовая система - желудочно-кишечный тракт

 

4.6.3Глюкокортикоиды (кортизол)

В коре надпочечников из холестерина в системе микросомального окисления (с участие цит. Р450) синтезируются три класса гормонов: глюкокортикоиды, минералокортикоиды и андрогены, которые играют важную роль в адаптации к стрессам. Отмечено перекрывание их эффектов: все обладают минералокортикоидной активностью в отношении регуляции обмена натрия и калия, а минералокортикоиды проявляют глюкокортикоидное действие. Синтетические аналоги этих гормонов нашли применение в клинике.

Глюкокортикоиды – стероиды, в составе молекулы 21 атом углерода. Основной глюкокортикоид человека- кортизол – образуется в пучковой зоне коры надпочечников.

Синтез кортизола стимулируется АКТГ- адренокортикотропным гормоном гипофиза и внутриклеточным мессенджером цАМФ. В крови находятся в двух формах: свободной(8% общей доли) и связанной с транспортным белком транскортином (большая часть) или альбумином. Синтез транскортина в печени стимулируется эстрогенами.

 

Выделение кортизола в кровь- конечный этап сложной регуляторной системы, захватывающей все уровни организации нейроэндокринной системы организма человека.

 

Кортиколиберин ——> АКТГ ——> кортизол ——> выделение кортизола

(гипоталамус) базофильные клетки (кора в кровь

ередней доли гипофиза) надпочечников)

 

Стимулируют выделение кортиколиберина и АКТГ

-циркадный ритм

- стресс физический и эмоциональный, боль (через секрецию адреналина).

Циркадный(периодичный) ритм в норме связан с увеличением выделения кортизола после засыпания, содержание гормона в крови достигает максимума в утренние часы(между 6.00-8.00) и минимально между 22.00 – 24.00 и становится в 2-5 раз ниже утреннего уровня (одна из причин чувства голода поздним вечером)

Есть мнение, что высокий уровень кортизола ранним утром – сигнал к просыпанию, и бессонница во второй половине сна связана именно с очень высоким уровнем кортизола

(состояние эндогенной внутренней тревоги).

Кортизол оказывает многочисленные эффекты на молекулярном уровне, изменяя направление и скорость метаболических процессов.

Кортизол стимулирует в печени синтез ферментов и увеличивается скорость глюконеогенеза, синтеза гликогена, белков, нуклеиновых кислот

.

· Кортизол тормозит (в высокой концентрации)

· потребление глюкозы, синтез белков, РНК и ДНК. в мышцах, лимфоидной и жировой ткани, костях и коже

· подавляет иммунные реакции, вызывая гибель лимфоцитов и инволюцию лимфоидной ткани

· тормозит рост и деление фибробластов, а также синтез коллагена и фибронектина

· подавляет воспалительную реакцию, снижая число циркулирующих лейкоцитов

· снижает синтез медиаторов воспаления — простагландинов и лейкотриенов.

 

Избыток кортизола вызывает диспропорцию ряда метаболических процессов:

· увеличивается в конечностях и липогенез в других частях тела (лицо и туловище)

· возникает разнонаправленность метаболизма в печени и мышцах в отношении углеводного, липидного, белкового обмена.

Для гиперсекреции глюкокортикоидов типичны истончение кожи, плохое заживление ран, мышечная слабость и атрофия мышц.

 

Главное направление действия кортизола- развитие гипергликемии за счет увеличения глюконеогенеза в печени.

 

Диабет

Диабет( греч. diabέtέs)- болезнь, сопровождающаяся выделением большого количества мочи. Различают сахарный1 и несахарный диабет. В нашем разделе мы рассматриваем сахарный диабет.

Сахарным диабетом СД) называют группу заболеваний, которые сопровождаются гипергликемией.

Сахарный диабет бывает трех диагностических типов.

1. Инсулинозависимый сахарный диабет(тип1) чаще развивается у детей и молодых, но может быть диагностирован в любом возрасте.

2. Инсулиннезависимый сахарный диабет (тип 2) обычно возникает у людей старше 30 лет

3. Вторичный сахарный диабет – это гипергликемия, связанная патологическими состояниями поджелудочной железы(воспаление, панкреатит, воздействие токсических и лекарственных препаратов).

Диагноз сахарного диабета ставят тогда, когда классическая картина заболевания сопровождается достоверным повышением сахара в крови- гипергликемией.

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-24; просмотров: 105; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.200.27.175 (0.18 с.)