Глюкоза крови: источники, регуляция гормонами. Гипо- и гипергликемия, причины. Сахарные нагрузки и сахарные кривые, значение в диагностике.

Глюкоза крови: Концентрация глюкозы в крови поддерживается на постоянном уровне 3,3 - 5,5 ммоль/л. Он обеспечивается двумя противоположно направленными процес­сами: 1. поставляющими глюкозу в кровь (переваривание угле­водов в ЖКТ, ГНГ, распад гликогена печени) и 2. использующими глюкозу в тканях (гликолиз, синтез гликогена, ПФП, синтез жира). При очень высокой концентрации глюкозы в крови (> 9 – 10 ммоль/л), она может быть снижена за счет выведения ее с мочой. Такое явление называют глюкозурией. В норме концентрация глюкозы в моче составляет 0,2 - 1,2 ммоль/л. Регуляция глюкозы крови гормонами: Гормоны, повышающие концентра­цию глюкозы в крови, называются гипергликемическими, к ним относятся: глюкагон, катехоламины, глюкокортикостероиды и соматотропин (соматотропный гормон). Гормоны, снижающие концентрацию глюкозы в крови, называются гипогликемическими. Гипогликемическим гормоном является инсулин. Гиперг­ликемические гормоны повышают глюкозу крови за счет усиления распада гликогена печени и стимуляции ГНГ. Инсулин снижает глюкозу крови благо­даря: 1) увеличению проницаемости клеточных мембран для глюкозы; 2) ингибированию процессов, поставляющих глюкозу (ГНГ, распад гликогена печени); 3) усилению процессов, использующих глюкозу (гликолиз, синтез гликогена, ПФП. синтез жира ). Сахарная нагрузка- это потребность организма(дают выпить человеку 50мл глюкозу, затем через определенное время берут кровь и определяют содержание глюкозы, по результатам строят кривую).

21. Функции липидов. Пищевые жиры; норма суточного потребления, перева­ривание, всасывание продуктов переваривания. Ресинтез жиров в клетках кишечника. Хиломикроны, строение, значение, метаболизм. Пределы изме­нения концентрации жиров в крови.

Липиды – это органические вещества, нерастворимые в воде, но растворимые в неполярных органических растворителях. Функции жира:

1. Энергетическая: при окислении 1 г жира выделяется около 9,3 ккал энергии.

2. Резерв эндогенной воды (1 г жира при окислении дает 1,07 г воды).

3. Жир необходим для растворения и всасывания жирорастворимых витаминов.

4. Защитный барьер, предохраняющий от термических и механических воздействий.

Функции липоидов:

1. Мембранная:

- избирательная проницаемость;

- участие в активном транспорте;

- упорядочение ферментативных цепей;

- биопотенциалы (не только на нейронах, но и мембранах митохондрий);

- входят в состав рецепторов для гормонов и обеспечивают механизм усиления эффектов;

2. Специфические функции:

- обеспечивают устойчивость эритроцитов;

- ганглиозиды связывают токсины и яды.

3. Энергетическая (не имеет большого значения).

Переваривание жира (триглицеридов - ТГ)

Переваривание жира происходит под действием ферментов липаз (класс гидролаз), которые расщепляют сложноэфирные связи. Переваривание жира в ротовой полости не происходит. Установлено, что в слизистой корня языка синтезируется так называемая лингвальная липаза, активность которой не может проявиться в полости рта, и основным местом ее действия является желудок. Оптимум рН для этой липазы находится в области рН 4 – 4,5. Она действует на ТГ, содержащие жирные кислоты (ЖК) с короткой и средней длиной цепи, что характерно для ТГ молока. Таким образом, лингвальная липаза имеет большое значение у грудных детей. Активность этого фермента у взрослых крайне низкая. В желудке синтезируется собственная липаза, значение которой у взрослыхнезначительно, так как содержание этой липазы в желудочном соке невелико; в желудке нет условий для эмульгирования жира, а липаза может активно действовать только на эмульгированные ТГ. В отличие от взрослых у грудных детей в желудке умеренная кислотность (рН 5,0), жир молока эмульгирован, липаза синтезируется в достаточном количестве и активна. Таким образом, переваривание жира в желудке в основном происходит удетей. Главным местом переваривания ТГ у взрослых является тонкий кишечник. На ТГ действует липаза поджелудочного сока. Панкреатическая липаза является гликопротеидом с оптимумом рН 8-9, поступает в верхний отдел тонкой кишки в неактивном состоянии в виде пролипазы. Превращение пролипазы в активный фермент происходит при участии желчных кислот и колипазы. Колипаза присоединяется к пролипазе, что активирует ее и делает устойчивой к действию трипсина. Липаза расщепляет ТГ, находящиеся в эмульгированном состоянии. Панкреатическая липаза отщепляет жирные кислоты, находящиеся в a-положении. Продуктами переваривания жира в кишечнике являются: глицерин, жирные кислоты, а также моноглицерины. Роль желчных кислот в переваривании жира:

1. Активируют панкреатическую липазу.

2. Эмульгируют жир.

3. Необходимы для всасывания продуктов переваривания жира.

Всасывание продуктов переваривания жира: Глицерин и жирные кислоты с короткой цепью хорошо растворимы в воде, поэтому легко всасываются стенкой кишечника. Жирные кислоты с длинной цепью сначала нужно перевести в растворимую форму. Для этого жирные кислоты связываются с желчными кислотами (1:3), образуя холеиновые комплексы, которые легко всасываются. В виде холеиновых комплексов всасываются моно- ди- и триацилглицерины. Внутри эпителиальных клеток кишечника происходит ресинтез жира в основном из моноацилглицеринов и жирных кислот. Ресинтез жира – это синтез жира, свойственного данному организму. Не все жирные кислоты могут этерифицироваться. В неизменном виде они поступают в кровь, где связываются с альбуминами и в таком виде разносятся кровью органам и тканям. Свободные жирные кислоты называются неэстерифицированными или НЭЖК.

Хиломикроны и пути их использования: Образованные в эпителиальных клетках ТГ покрываются оболочкой из белка и фосфолипида. В результате образуются хиломикроны (ХМ). ХМ – это микроскопические липопротеидные частицы. В составе ХМ 1-2% белка и 98-99% липидов. 90% ТГ пищевого происхождения транспортируется в виде ХМ, оставшиеся 10% поглощаются в виде жирных кислот. НЭЖК переносятся в печень, там они либо окисляются, либо идут на синтез липидов. Печень характеризуется ограниченной способностью к запасанию ТГ и даже небольшой их избыток секретируется в виде ЛПОНП (липопротеидов очень низкой плотности). В отличие от ХМ ЛПОНП содержат 10% белка и 90% липидов. Таким образом, ХМ и ЛПОНП являются транспортными формами. ХМ транспортируют экзогенные липиды, а ЛПОНП – липиды, синтезированные в печени. 70% ХМ поступает в лимфу, а 30% - прямо в кровеносные капилляры. Появление "молочного" вида у плазмы крови после приема жирной пищи обязано наличию в ней ХМ (т.н. хилезная кровь). Пути использования хиломикронов: ХМ расщепляются липопротеидлипазой (ЛПЛ-аза), которая действует на триглицеридную часть. Этот фермент располагается в поверхностном слое эндотелиальных клеток капилляров, особенно жировой ткани, лактирующей молочной железы, скелетной и сердечной мышц. ТГ хиломикронов расщепляются на глицерин и жирные кислоты. В ХМ липида становится меньше, плотность такой частицы повышается, она превращается в, так называемый, остаточный ХМ. Липопротеидлипаза активируется гепарином. Остаточный ХМ переносится в печень, где метаболизируется. Выделяющиеся из ХМ НЭЖК поступают в клетки сердца и мышц, где окисляются. Главную роль в обмене липидов играют жировая ткань и печень. Примерно 65% веса жировой ткани приходится на ТГ. Количество жировой ткани нарастает с возрастом. Различают белую жировую ткань (подкожная жировая ткань и сальник) и бурую жировую ткань (находится в межлопаточной области). Белый жир является источником глицерина и жирных кислот. Бурый жир выполняет термогенную функцию, так как в нем жир сгорает с образованием воды, углекислого газа и тепла. Много бурого жира у новорожденных и у зимоспящих животных.

22. Окисление глицерина и высших жирных кислот. Последовательность реак­ций. Связь β-окисления с циклом Кребса и дыхательной цепью. Физиоло­гическое значение окисления жирных кислот в зависимости от ритма пита­ния и мышечной активности.

Обмен глицерина: В зависимости от типа ткани, в которую он поступает, глицерин может:

1. окисляться до СО₂ и Н₂О с образованием 21 АТФ;

2. использоваться в синтезе липидов (ТГ и ФЛ);

3. использоваться на синтез глюкозы в глюконеогенезе.

Окисление жирных кислот:

Происходит в митохондриях. Активная форма жирных кислот ацил-КоА образуется в цитоплазме под действием ацил-КоА-синтетазы.

Жирная кислота + НSКоА + АТФ Ацил-КоА + АМФ + РР

Мембрана митохондрий не пропускает жирные кислоты. Для переноса жирных кислот в митохондрии существует специальный переносчик – карнитин. С помощью фермента карнитинацилтрансферазы-1 остаток жирной кислоты (ацил) переносится на карнитин, в результате образуется ацилкарнитин, способный проникать в митохондрии. В митохондриях комплекс ацилкарнитин распадается, освободившийся ацил присоединяется к НSКоА с образованием ацил-КоА с помощью карнитинацилтрансферазы-2. Карнитин возвращается в цитоплазму за новой молекулой жирной кислоты. Легче всего окисляют жирные кислоты те ткани, где много карнитина, например, в таких органах, как сердце, скелетные мышцы, почки.

Окисление жирных кислот является циклическим процессом. В результате одного цикла (витка) жирная кислота укорачивается на два углеродных атома, при этом в ходе окислительно-восстановительных реакций образуются НАДН и ФАДН_2. Количество витков рассчитывается по формуле: количество атомов углерода в кислоте делят на 2 и отнимают 1.

Энергетическая роль жирных кислот в разных тканях различна. Так, для миокарда окисление жирных кислот дает 70% энергии, для мышечной ткани – 50%, в головном мозге они не окисляются. Регуляция β-окисления жирных кислот: Ключевым процессом является поступление жирных кислот в митохондрии. Карнитинцилтрансфераза-1 является аллостерическим ферментом, аллостерическим ингибитором которого является малонил-КоА. КА, СТГ – активируют, инсулин – тормозит окисление жирных кислот.

Связь в-окисления с ЦК и Дц: в реззультате в-окисления образуется Ацетил-Коа, который окисляется в ЦК и НАДН и ФАДН2, которые используются в ДЦ. Значение в-окисления: важный источник энергии для мышц, сердца, почек. Мозг и нервная ткань не используют в-окисление.

23. Липолиз и липогенез. Значение. Зависимость липогенеза от ритма питания и состава пищи. Регуляция липолиза и липогенеза. Транспорт и использо­вание жирных кислот, образующихся при мобилизации жира.

Липолиз – это расщепление жира до глицерина и жирных кислот. Катализируется триглицеридлипазой, диглицеридлипазой и моноглицеридлипазой, которые действуют соответственно на ТГ, ДГ и МГ. Триглицеридлипаза является лимитирующим ферментом липолиза. Она имеет две формы: фосфорилированную (активную) и нефосфорилированную (неактивную). Превращение неактивной формы в активную происходит под влиянием протеинкиназы. Протеинкиназа, в свою очередь, активируется в результате присоединения к ее аллостерическим центрам цАМФ. Регуляция липолиза происходит под действием гормонов. Активируют липолиз: катехоламины, глюкагон, СТГ, АКТГ, тироксин, липотропин гипофиза, цАМФ. Ингибирует липолиз инсулин. Липогенез – это синтез жира. Для синтеза жира необходимы глицерин и жирные кислоты в активных формах. Активной формой глицерина является 3-фосфоглицерол (α-глицерофосфат). Активной формой жирной кислоты является ацил-КоА. В жировой ткани 3-фосфоглицерол образуется из ДОАФ (метаболит гликолиза) путем гидрирования под действием глицерофосфатдегидрогеназы с затратой НАДН. Таким образом, синтез жира в жировой ткани происходит из углеводов. В печени и почках 3-фосфоглицерол образуется путем фосфорилирования глицерина под действием глицеролкиназы с затратой АТФ. Ацил-КоА образуется при взаимодействии жирной кислоты с НSКоА с затратой АТФ под влиянием ацил-КоА-синтетазы. Сборка триглицерида происходит из 3-фосфоглицерола и ацилов-КоА под действием ацилтрансферазы (ход реакций смотрите в учебнике или лекции). Ингибируют липогенез КА, СТГ, ЙТ, АКТГ, АДФ. Активируют – инсулин, эстрогены и АДФ.