Всасывание моносахаридов в кишечнике

Транспорт моносахаридов в клетки слизистой оболочки кишечника может осуществляться разными способами: путём облегчённой диффузии и активного транспорта. В случае активного транспорта глюкоза и Na⁺ проходят через мембраны с люминальной стороны, связываясь с разными участками белка-переносчика. При этом Na⁺ поступает в клетку по градиенту концентрации, и одновременно глюкоза транспортируется против градиента концентрации (вторично-активный транспорт, см. раздел 5). Следовательно, чем больше градиент Na⁺, тем больше поступление глюкозы в энтероциты. Если концентрация Na⁺ во внеклеточной жидкости уменьшается, транспорт глюкозы снижается. Градиент концентрации Na⁺, являющийся движущей силой активного сим-порта, создаётся работой Nа⁺,К⁺-АТФ-азы. Перенос в клетки слизистой оболочки кишечника по механизму вторично-активного транспорта характерен также для галактозы.

При разной концентрации глюкозы в просвете кишечника "работают" различные механизмы транспорта. Благодаря активному транспорту эпителиальные клетки кишечника могут поглощать глюкозу при её очень низкой концентрации в просвете кишечника. Если же концентрация глюкозы в просвете кишечника велика, то она может транспортироваться в клетку путём облегчённой диффузии. Таким же способом может всасываться и фруктоза. Следует отметить, что скорость всасывания глюкозы и галактозы гораздо выше, чем других моносахаридов. Способы транспорта моносахаридов через мембрану эпителиальных клеток кишечника представлены на рис. 7-18.

После всасывания моносахариды (главным образом, глюкоза) покидают клетки слизистой оболочки кишечника через мембрану, обращённую к кровеносному капилляру, с помощью облегчённой диффузии. Часть глюкозы (более половины) через капилляры кишечных ворсинок попадает в кровеносную систему и по воротной вене доставляется в печень. Остальное количество глюкозы поступает в клетки других тканей.

Вопрос№28

Биохимический анализ крови - важный этап в диагностике многих серьёзных заболеваний. И сахарный диабет не исключение.

Оценка уровня биохимических показателей крови диабетического больного может дать много информации о форме заболевания, его давности, тяжести течения, наличии осложнений, прогнозе.

Важнейшим показателем, который является решающим в постановке диагноза сахарного диабета, является глюкоза крови. У страдающих этим заболеванием людей, уровень этого показателя в плазме крови всегда повышен и составляет более 7, 8 ммоль/л, а в цельной крови - более 6,7 ммоль/л.

При сахарном диабете изменяется процент гликированного гемоглобина (Hb A1c). По этому показателю можно судить о содержании глюкозы в крови за последние 3 месяца, что нужно для оценки качества лечения и определения риска развития осложнений у больных. У людей, страдающих диабетом, количество Hb A1 c в крови резко увеличено и составляет более 5, 9%. При уровне гликированного гемоглобина, превышающем 8%, тактика лечения должна пересматриваться.

В комплекс обследований при сахарном диабете входит определение содержания в крови С - пептида. Это вещество является показателем работы поджелудочной железы по секреции инсулина, а также позволяет установить тип диабета. Больные I типа имеют сниженный уровень С - пептида, который составляет менее 0,78 нг/мл. При диабете II типа показатель находится в пределах нормы (0,78 - 1, 56 нг/мл).

У больных диабетом в биохимии крови важное место занимает липидный профиль. Он включает в себя определение холестерина, триглицеридов, липопротеидов высокой и низкой плотности. При инсулиннезависимом сахарном диабете повышен уровень липопротеидов низкой плотности, холестерина и триглицеридов. При этом наблюдается снижение липопротеидов высокой плотности.

При сахарном диабете также нелишним будет иметь представление об уровне инсулина в крови, что помогает определить тип заболевания и подобрать лечение. У больных с первым типом диабета инсулин в крови резко снижен, а со вторым типом - соответствует норме или повышен.

Уровень углеводного обмена у диабетиков в биохимии крови исследуется с помощью панкреатического пептида и фруктозаминов. Панкреатический пептид регулирует скорость выработки и количество сока поджелудочной железы, а фруктозамин является продуктом превращения глюкозы. Если углеводный обмен компенсирован, то содержание панкреатического пептида в крови высокое, если декомпенсирован - низкое. У больных диабетом в стадии декомпенсации уровень фруктозамин в крови достигает высоких концентраций (3,7 ммоль/л и выше). Норма 2 - 2,8 ммоль/л.

Глюкагон - вещество, повышающее уровень глюкозы в организме, поэтому больные сахарным диабетом имеют высокий уровень глюкагона в крови.

У диабетических больных при биохимическом анализе крови наблюдается снижение показателей белкового обмена. В частности, происходит уменьшение количества альбуминов и глобулинов.

Вопрос№29

Гликолиз- ферментативный анаэробный процесс негидролитического распада углеводов (глюкозы) до молочной кислоты. Обеспечивает клетку энергией в условиях недостаточного снабжения кислородом.
Гликолиз - единственный процесс поставляющий энергию у облигатных анаэробов. В аэробных условиях гликолиз предшествует дыханию - окислительному распаду углеводов до CO2 и H2O.
Гликолиз проходит в цитоплазме клетки.
Кроме глюкозы в процесс гликолиза могут вовлекаться другие гексозы (манноза, галактоза, фруктоза), пентозы и глицерин.
Гликогенолиз - процесс гликолиза у животных при котором субстратом служит гликоген. В процессе гликогенолиза, наиболее интенсивно протекающем в мышцах при распаде одной молекулы глюкозы образуется 3 молекулы ATP.
Все реакции гликолиза обратимы, кроме 1-й, 3-й и 10-й. 3-я реакция является лимитирующей скорость гликолиза, активность фосфофруктокиназы усиливается AMP и ADP и подавляется ATP
и лимонной кислотой.

Вопрос№30

Вторично-активный транспорт

Вторичным активным транспортомназывается перенос через мембрану вещества против гради­ента его концентрации за счет энергии градиента концентрации другого вещества, создаваемого в процессе активного транспорта. В клетках животных основным источником энергии для вторичного активного транспорта служит энергия градиента концентрации ионов натрия, который создается за счет работы Na⁺/K⁺ — АТФазы. Напри­мер, мембрана клеток слизистой оболочки тонкого кишечника со­держит белок, осуществляющий перенос (симпорт) глюкозы и Na⁺ в эпителиоциты. Транспорт глюкозы осуществляется лишь в том слу­чае, если Na⁺, одновременно с глюкозой связываясь с указанным белком, переносится по электрохимическому градиенту. Электрохи­мический градиент для Na⁺ поддерживается активным транспортом этих катионов из клетки.

В головном мозге работа Na⁺-насоса сопряжена с обратным по­глощением (реабсорбцией) медиаторов —физиологически активных веществ, которые выделяются из нервных окончаний при действии возбуждающих факторов.

В кардиомиоцитах и гладкомышечных клетках с функционирова­нием Na⁺, K⁺-АТФазы связан транспорт Са²⁺через плазматическую мембрану, благодаря присутствию в мембране клеток белка, осу­ществляющего противотранспорт (антипорт) Na⁺ и Са²⁺. Ионы каль­ция переносятся чере мембрану клеток в обмен на ионы натрия и за счет энергии концентрационного градиента ионов натрия.

В клетках обнаружен белок, обменивающий внеклеточные ионы натрия на внутриклеточные протоны — Na⁺/H⁺ —обменник.Этот переносчик играет важную роль в поддержании постоянства внут­риклеточного рН. Скорость, с которой осуществляется Na⁺/Ca²⁺ и Na⁺/H⁺ — обмен, пропорциональна электрохимическому градиенту Na⁺ через мембрану. При уменьшении внеклеточной концентрации Na⁺ ингибировании Na⁺ , K⁺-АТФазы сердечными гликозидами или в бескалиевой среде внутриклеточная концентрация кальция и про­тонов увеличена. Это увеличение внутриклеточной концентрации Са²⁺ при ингибировании Na⁺, K⁺-АТФазы лежит в основе применения в клинической практике сердечных гликозидов для усиления сердеч­ных сокращений.

Вопрос№31

В тонком отделе кишечника происходит основной гидролиз сахаров. Крахмал под действием амилазы поджелудочной железы, протоки которой открываются в 12-перстную кишку расщепляется до мальтозы и изомальтозы. Этот дисахарид, а также сахароза и лактоза расщепляются специфическими гликозидазами - мальтазой, изомальтазой, сахаразой илактазой. Эти ферменты продуцируются клетками слизистой и не поступают в просвет, а действуют на поверхности оболочки кишечника. Это т.н. пристеночное пищеварение. Дисахариды расщепляются до моносахаридов: глюкозы, фруктозы и галактозы, которые всасываются в стенки кишечника и поступают в кровь. Проникновение моносахаридов через клеточные мембраны происходит путем облегченной диффузии при участии специальных ферментов транслоказ. Глюкоза и галактоза еще проникают и путем активного транспорта за счет градиента концентраций ионов Na⁺, который создается Na⁺-К⁺-АТФ-азой (насос).

Вопрос№32

Челночный механизм

Однако существуют так называемые челночные механизмы, с помощью которых электроны, отщепляемые от НАДН при его окислении в цитоплазме, могут проникать внутрь митохондрий и поступать в дыхательную цепь. Челночный механизм проиллюстрирован на рисунке 24. С помощью фермента глицерофос-фатдегндрогепазы, коферментом которой является НАДН, продукт гликолиза диоксиацетон-фосфат восстанавливается в глицерофосфат. Глицерофосфат свободно проникает через мембраны митохондрий, захватив с собой электроны от НАДН, который превратился в НАД.
Здесь под действием внутрнмитохондриальной глицерофосфатде-гндрогеназы, которая корепным образом отличается от глицерофос-фатдегидрогеназы цитоплазмы, происходит обратная реакция превращения глицерофосфата в диоксиацетон-фосфат. Глицерофосфатдегидро-геназа митохондрий в качестве кофермента использует не НАД+, а флавиновую группировку, которая прочно связана с ферментом в виде простетнческой группы. Образовавшийся диоксиацетон-фосфат проникает через мембраны митохондрий обратно в цитоплазму, и цикл окисления цитоплазматической НАДН таким образом замыкается. Флавнновая глицерофосфатдегндрогеиаз а передает полученные в результате окисления глицерофосфата электроны на кофермент О дыхательной цепи. Таким образом в процессе их переноса на молекулярный кислород происходит не три, а два акта фосфорилирования. Глицерофосфатный челночный механизм является односторонним в том смысле, что он обеспечивает перенос электронов только внутрь митохондрий. В клетках существует еще один челночный механизм, работающий с помощью малатдегпдрогеназы цитоплазматической и митохондрпальной. Под действием цитоилазматической малатдегидрогеназы НАДН окисляется оксалацетатом, который при этом восстанавливается до малата. Малат проникает внутрь митохондрий. Здесь в матриксе митохондрии происходит обратная реакция под действием малатдегидрогеназы и образованный в результате ее оксалацетат снова переходит с помощью механизма активного переноса через мембраны митохондрий в цитоплазму

Вопрос №33

В клетках существует еще один челночный механизм, работающий с помощью малатдегпдрогеназы цитоплазматической и митохондрпальной. Под действием цитоилазматической малатдегидрогеназы НАДН окисляется оксалацетатом, который при этом восстанавливается до малата. Малат проникает внутрь митохондрий. Здесь в матриксе митохондрии происходит обратная реакция под действием малатдегидрогеназы и образованный в результате ее оксалацетат снова переходит с помощью механизма активного переноса через мембраны митохондрий в цитоплазму