Функциональная система, поддерживающая уровень глюкозы в крови на оптимальном для метаболизма уровне.

Функциональная система, поддерживающая оптимальное для метаболизма количество

глюкозы в крови. Углеводы играют роль важнейшего источника энергии, обеспечивающего энергетические потребности и, соответственно, нормальное функционирование организма. Углеводы способны быстро извлекаться из депо, распадаться и окисляться, что особенно важно для обеспечения быстро нарастающих энергетических затрат в условиях интенсивной физической деятельности, при эмоциональном возбуждении, при понижении температуры тела. Особенно большое значение содержание глюкозы в крови имеет для клеток нервной системы и мышц. Углеводы выполняют в организме и пластические функции. Так, например, образующиеся при окислении глюкозы пентозы входят в состав нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Уровень глюкозы в крови является одним из интегральных показателей внутренней среды, отражающим обмен углеводов, белков и жиров в организме человека. Глюкоза служит энергетическим субстратом, необходимым для процессов синтеза жиров и белков, источником синтеза жиров. С другой стороны, в печени из аминокислот и жирных кислот происходит новообразование углеводов. Функциональная система, поддерживающая оптимальный для метаболизма уровень глюкозы в крови, представлена на рис. 4.11.

Полезный приспособительный результат функциональной системы. Оптимальное содержание глюкозы в крови, обеспечивающее нормальный уровень метаболических процессов в тканях, — 3,3— 5,5 ммоль/л. В венозной крови содержание глюкозы обычно несколько ниже,чем в артериальной, так как часть ее утилизируется тканями. Задержка глюкозы из крови разными органами неодинакова. Больше всего глюкозы задерживает мозг (до 12%), некоторые органы (селезенка и легкие) практически не задерживают глюкозу, а используют гликоген, поступающий к ним с кровью. Артериовенозная разница

содержания глюкозы прямо связана с интенсивностью метаболизма в тканях, при ее увеличении в период активной работы поглощение глюкозы возрастает, и артериовенозная разница увеличивается. Снижение содержания глюкозы в крови называется гипогликемией, повышение — гипергликемией. Запасов глюкозы в циркулирующей крови достаточно для обеспечения жизнедеятельности на 3—5 мин, поэтому необходимо постоянное восполнение потребляемой глюкозы за счет мобилизации углеводов из депо и новообразования глюкозы. Гипогликемия может

возникнуть у здорового человека при истощении запасов гликогена во время длительного голодания, при уменьшении секреции гормонов контринсулярного действия, а у больных сахарным диабетом — при передозировке инсулина. Наиболее чувствительны к гипогликемии нейроны ЦНС, для которых глюкоза служит практически единственным источником энергии, а депо гликогена в ЦНС отсутствует. Незначительная гипогликемия проявляется общей слабостью и быстрой утомляемостью. Характерные симптомы гипогликемии — мышечная слабость, тремор, потоотделение, учащение сердцебиения, головокружение, сильный голод. При снижении содержания глюкозы в крови ниже 3,0 ммоль/л появляются судороги, угнетение функций мозга вплоть до потери сознания (гипогликемическая кома). Резкая гипогликемия может привести к смерти. Проявления гипогликемии ослабляются или исчезают при приеме сахара или введении в кровь глюкозы. Кратковременное повышение уровня глюкозы в крови не является непосредственной угрозой для жизни, но может приводить к повышению осмотического давления крови. Периодические изменения уровня глюкозы в крови у человека и животных обусловлены суточными колебаниями, приемом пищи, эмоциональным состоянием и возрастными особенностями. Суточные колебания. В полночь содержание глюкозы в крови у человека примерно на 0,6 ммоль/л выше, чем днем. После приема пищи, особенно богатой углеводами, содержание глюкозы в крови быстро увеличивается (алиментарная гипергликемия). Гипергликемия, обусловленная как всасыванием углеводов в кишечнике, так и выделением глюкозы из печени в ответ на поступление с кровью из воротной системы, инициирует активацию механизмов саморегуляции, обеспечивающих снижение концентрации глюкозы в крови (см. ниже). Для оценки динамики содержания глюкозы в крови у человека после приема углеводов проводят тест на толерантность к глюкозе. Определив уровень глюкозы натощак, пациенту предлагают выпить раствор, содержащий 50-100 г сахарозы или глюкозы. Концентрацию глюкозы в крови определяют через каждые 30 мин на протяжении 3—4 ч. Полученные результаты позволяют определить ход так называемой «сахарной кривой». У здорового человека через 30 мин после приема глюкозы содержание ее в крови возрастает до 9,6—10,8 ммоль/л, после чего концентрация глюкозы начинается уменьшаться и через 2—2,5 ч наступает кратковременное снижение содержания глюкозы по отношению к исходному уровню. Гипогликемическая фаза «сахарной кривой» крови обусловлена избыточной секрецией инсулина в ответ на гипергликемию. К концу третьего часа содержание глюкозы возвращается к исходному уровню. У больных сахарным диабетом при недостаточной секреции инсулина исходный и максимальный уровни глюкозы выше,

гипогликемическая фаза отсутствует, к окончанию третьего часа после приема углеводов концентрация глюкозы превышает исходную. Возрастные особенности Возрастные различия содержания глюкозы в крови связаны с особенностями продукции глюкагона и инсулина поджелудочной железой в разные возрастные периоды, а также со зрелостью механизмов саморегуляции. У новорожденных содержание глюкозы в крови натощак колеблется в пределах 1,8—3,0 ммоль/л, у грудных детей — 4—5 ммоль/л, у более старших — 4,8—6,0 ммоль/л. Относительно высокое содержание глюкозы (5,4—7,2 ммоль/л) наблюдается у детей в возрасте 12—14 лет, соответствующем пубертатному периоду. В детском и юношеском возрасте в поджелудочной железе преобладают островки, содержащие р-клетки, продуцирующие инсулин. В старческом возрасте, напротив, преобладают островки, содержащие а-клетки, вырабатывающие глюкагон. Уровень глюкозы в крови новорожденных и грудных детей из- за несовершенства нейроэндокринных механизмов саморегуляции очень неустойчив. После 50 лет выносливость (толерантность) к углеводам снижается, изменяется ход «сахарной кривой» после приема пищи, характеризующийся увеличением максимальных значений алиментарной гипергликемии. Повышение уровня глюкозы в крови, наблюдаемое при эмоциональном возбуждении, в ситуации мобилизации к деятельности, а также при болевых раздражениях, связано, в первую очередь, с активацией симпатоадреналовой системы. Изменение уровня глюкозы в крови отмечается при многих инфекционных заболеваниях: гриппе, скарлатине, дифтерии, туберкулезе. В целом уровень глюкозы в крови является достаточно пластичным гомеостатическим показателем, колебания которого могут быть обусловлены различными внешними и внутренними факторами. Изменение содержания глюкозы в крови обеспечивает адаптацию организма к условиям окружающей среды, к характеру и интенсивности деятельности.

 

Теоретические вопросы: тема 4