Изменения метаболизма при сахарном диабете

1.ГИПЕРГЛЮКОЗЕМИЯ(гипергликемия) (повышенный уровень глю в крови)

Причины развития:

1.снижения транспорта глюкозы в ткань.

2.снижение уровня синтеза гликогена (в печени и в мышечной ткани)

Объяснение: Транспорт ГЛЮ в кровь регулирует гормон инсулин. При сахарном диабете – недостаточность инсулина. Поэтому снижется синтез глю в ткани.(каким образом инсулин регулирует уровень глю в тканях: он повышает количество переносчиков на цитоплазматической мембране клеток – ГЛЮТов. Как этопроисходит: инсулин связывается с рецепторами на поверхности клетки, далее передаются сигнал внутрь клетки, это приводит к тому что глюты из эндоплазматического ретикулума начинают активно перемещаться на поверхность цитоплазматической мембраны и осуществлять облегченный транспорт глю в клетки). Т.О. транспорт глю снизился – уровень глю повысился.

Уровень глю также повышается вследствие того что : поскольку глю в клету не попадает, то из нее не будет синтезироваться гликоген. Ключевые ферменты синтеза гликогена регулируются инсулином. Поэтому здесь причина не только потому что изменился транспорт глю, но и в том что в целом недостаток инсулина.

3. снижение синтеза ТАГ в печени и жировой ткани из ГЛЮ. вследствие снижения транспорта.

4. повышение синтеза ГЛЮ из АК и глицерина в печени. Т.к. недостаточный транспорт. Весь организм недополучает своего энегретического субстрата, значит запускается процесс синтеза ГЛЮ из АК(из мыш.ткани) и глицерина(из жир.ткани). значит, должны быть запущены процессы липолиза и катаболизма белка. Сигнал о запуске поступает так: если инсулин снижается, значит индеск инсулин\глюкагон будет в сторону глюкагона, глюкагон и будет запускать процессы синтеза ГЛЮ, активирую липолиз – поступает глицерин, как источник синтеза ГЛЮ. Кроме того, глюкагон будет индуцировать образование ключевого фермента синтеза глю – фосфоенолпируваткарбоксикиназы. Глюкагон будет ингибировать синтез гликогена, т.е. он будет увеличивать распад гликогена.,что приводит к повышению уровню глю. Также повышается уровень кортизола(это стрессовый гормон, а любое заболевание – стресс),кортизол будет регулировать липолиз, а это опять ткани поступление глицерина,субстарта для синтеза глю,запускает процессы каболизма белка, а это значит получения субстрата – АК для синтеза глю, индуцирует синтез фосфоенолпируваткарбоксикиназы.

Вкратце: поскольку уровень инсулина снижен, то уровень глюкагона повышен, и именно он вместе с кортизолом, - их конечный биологический эффект- повышение уровню глю в крови. Поэтому при недостатке инсулина уровень глю в крови повышается. Так же он повышается потому тчо снижается транспорт глю(мало инсулина), снижается синтез гликогена, т.к.глю не транспортируется; мало инсулина , а он регулирует гликогенсинтазу; снижается синтез ТАГ из ГЛЮ, т.к. снижается транспорт глю в жировые клетки; повышается синтез глю,т.к. глюкагон и кортизол. Раз клетки недополучают глю, значит идет сигнал, что нужна глю, а это глюкагон и кортизол. Глюкагон: усиливает распад гликогена в печени и мыш.ткани, для того чтобы поступила глю, повышает синтез фермента фосфоенолпируваткарбоксикиназы, для того чтобы индуцировать синтез глю; запускает липолиз жировой ткани, чтобы высвободился глицерин и использовался для синтеза глюкозы. Кортизол: тоже самое:липолиз, фосфоенолпируваткарбоксикиназа,катаболизм белка- поступает не только глицерин, но и еще дополнительный субстарат – АК. И все это для того чтобы синтезировать глю.

Т.е.снижение уровня инсулина, привело к тому что основной эффект синтез глю повысился. Именно он в основном приводит к тому, что уровень глю повышается и распад гликогена.

2. ГЛЮКОЗУРИЯ. – ПОВЫШЕНИЕ ГЛЮ В МОЧЕ.

Т.к. ее очень много в крови, а почки имеют определенный придел, если уровень глю в крови достигает 180 мг\% -почечный порог фильтрации (реарбсорбции глю), т.е. если больше почки не возвращают глю обратно в кровь.

3.КЕТОНЕМИЯ – кетоновые тела в крови.

Глюкагон и кортизол увеличивают уровень ЖК в крови. Они запускают липолиз,т.е. ТАГ жир.ткани распадаются до ЖК и глицерина. Глицерин пойдет на синтез глю в печень, а ЖК

Почему глюкагон активирует липолиз 1.он гормон постабсортивного периода, т.е. когда мы голодные, значит нам не хватает энергии, поэтому запускается липолиз чтобы высвободить ЖК. Они будут окисляться в митохондриях (бэтта окисление) и конечным продуктом окисления будет ацетил –КоА,из которого будут образовываться кетоновые тела(тоже яв-ся источником энергии).

4.КЕТОНУРИЯ – повышение в моче кетоновых тел. Раз в крови значит и в моче..

5.АЦИДОЗ – снижение рН, т.е. закисление. Причина:буферная система крови не справляется,

-кетоацидоз, лактоацидоз – повышается уровень лактата, т.к.глю подвергается анаэробному гликолизу,т.к. дальнейшее превращение пирувата маловазможно, ведь инсулин регулирует процесс окислительного декарбоксилирования пирувата, а его у нас не достаточно. Т.е.реакции общего пути метаболизма снижены, т.е. пируват ,он конечно будет метаболизироваться в цикле кребса, но уже равновесие этих реакций будет сдвинуто, в сторону образования лактата, в сторону анаэробного гликолиза.

6.АЗОТЕМИЯ- повышение азотсоержащих компонентов крови(мочевмна 50%). кортизол –катаболит белка(на синтез глю пойдет). Ак поступают в печень,(см.реакцию с АЛА) образуется пируват, потом пойдет на синтез глю, а помимо пирувата образовался глутамат, згначит кол-во белка в печкени будет увеличено,он будет подвергаться процессам трансаминирования, втч дезаминирования глутаматдегидрогеназа с образованием аммиака. Аммиак в печени будет обезвреживаться, будет синтезироваться мочевина.

7.АЗОТУРИЯ-СЛЕДСТВИЕ ИЗ 6.

8.ГИПЕРЛИПОПРОТЕИНЕМИЯ – УВЕЛИЧЕНИЕМ уровня в крови липопротеинов очень низкой плотности и хиломикронов.

Понижение инсулина(активатор на уровне индукции синтеза) приводит к понижению активности липопротеиновой липазы жировой ткани. Этот фермент, находящийся на поверхности эндотелия и крепится на поверхности клеток с помощью протеогликан гепарансульфатов. Этот фермент: пищевой жир, который мы употребляем расщепляется в организме, дальше поступает в кровь(это же гидрофобное соединение) переносчиками яв-ся липопротеины. Весь пищ.жир который гидролизовался, поступил в энтероцит, дальще –ресинтез жира, этот жир будет транспортроваться по всему организму в составе хиломикронов(оч крупные частицы, содержат оч много ТАГ, они должны разнести жир по всем тканям, но т.к. они оч огромные, они не могут пройти в клетку ткани. ХМ двигаются вместе кровью, и ЛПЛ расщепляет ТАГы ХМов на ЖК и глицерин, и потом они поступают в ткани. Липопротеины очень низкой плотности синтезируются в печени, они будут разносить эндогенный жир, который в печени синтезировался. Они тоже содержат много ТАГ. Этот ТАГ тоже будет гидролизоваться.и только ЖК и гли будут поступать в ткани. Т.О. раз инсулин это регулирует, мало ЛПЛ, не происходит гидролиза ТАГ в составе ХМ, когда идет гидролиз они становятся оч маленькие превращаются в остатки, которые возвращаются в печень. ЛПОНП после того как основное кол-во ТАГа в них гидролизовалось буду превращаться в ЛПНП. Так вот если недостаточное ЛПЛ в следствие недостатка инсулина, не происходит гидролиз ХМ и ЛПОНП в крови,т.е.не уменьщаются в размерах, они остаются в кровотоке , значит уровень в крови повышен.

Снижается липаза, снижается скорость утилизации ХМ и ЛПОНП.

Поскольку уровень глю повышен, активизируются процессы неферментативного гликозилирования белков липопротеинов , а так же рецепторов для липопротеинов на поверхности разных тканей., когда ХМ и ЛПОНП возвращаются в печень, они уже не могут вернутся, т.к. произошло гликозилирование их белков, рецепторов, с помощью которых они проникают в печень это тоже веет к повышению.

*****Гликозилирование- это процесс образования связи между альдегидной группой глю и аминогруппой белков, с образованием оснований Шиффа.

Неферментативное гликозилирование – без участия ферментов, совершенно беспорядочно, хаотично, глю присоединяется в любом месте белка где ей хочется, где она может это сделать. Это приводит к тому что ф-я белка изменяется., структура ткани.Между белковыми молекулами возникают сшивки.

Ферментативное гликозилирование – например существуют гликопротеины (гликозилированный белок, в котором есть остаток какого-то фактора) –этот процесс ферментативный, т.е. он строго регулируется и глю присоеденяетс я именно там где это нужно..

9ПОЛИУРИЯ- УВЕЛИЧЕНИЕ МОЧИ В СУТКИ (ДО 3-4 ЛИТРОВ)т.к. выделение глю, мочевмны, кетоновых тел – все они осмотически активны, все будут тянуть за собой воду.

10. ПОЛИДИПСИЯ – ЧУВСТВО ЖАЖДЫ

Инсулин

-единственный гормон, понижающий содержание Глю в крови, это реализуется через:

§ Усиление поглощения клетками глюкозы и других веществ

§ Активностью клеточных ферментов гидролиза

§ Увеличение интенсивности синтеза гликогена – инсулин форсирует запасание Глю клетками печени и мышц путем полимеризации ее в гликоген

§ Уменьшение интенсивности глюконеногенеза – снижается образование в печени Глю

Инсулин синтезируется в β-клетках островков Ларгенганса в поджелудочной железе в форме препроинсулина, который затем после отщепления от его N-конца 16 А остатков превращается в проинсулин. Это белковая молекула состоит из 84 АК остатков.

Под действием протеолитических ферментов от молекулы проинсулина отщепляется так называемый С-пептид в 24-27 АК остатков. В результате из молекулы проинсулина образуется молекула инсулина и С-пептид.

1) Свободный инсулин стимулирует поглощение Глю как жировой так и мышечной тканью

2) «Связанная» форма инсулина проявляет свою активность только на жировой ткани

3) Форма А проявляется в тех случаях, когда требуется быстрый ответ организма на возникшую потребности в инсулине.