Порушення енергетичного і основного обміну.
Лекція з патоморфології та патофізіології
на тему: «Типові порушення обміну речовин. Голодування.»
План лекції
Характеристика порушень обміну речовин: основного, вуглеводного, жирового, білкового, водно-мінерального обміну та порушення кислотно-основного стану.
Голодування: етіологія, види, стадії, їх характеристика.
Характеристика порушень обміну речовин: основного, вуглеводного, жирового, білкового, водно-мінерального обміну та порушення кислотно-основного стану.
Порушення енергетичного і основного обміну.
Енергетичний обмін – це складний біохімічний процес обміну речовин, в якому задіяний каскад біохімічних реакцій, в результаті яких енергія, закладена в структурі вуглеводів, білків, жирів, які надходять в організм, акумулюється в макроергічних зв‘язках особливих хімічних сполук, зокрема, АТФ.
Будь-які прояви життєдіяльності (м'язове скорочення, секреція, транспорт речовин, іонів, екзоцитоз, ендоцитоз, синтетичні процеси) пов'язані із витратами енергії, тому щоб підтримати існування організму як системи, необхідний постійний приплив поживних речовин. Отже, обмін речовин - це комплекс фізіологічних і біохімічних процесів, які забезпечують життєдіяльність організму.
Розрізняють: 1) доклітинні і 2) внутрішньоклітинні порушення енергетичного обміну.
□ Доклітинні розлади енергетичного обміну пов'язані із порушеннями забезпечення клітин поживними речовинами і киснем (голодування, гіпоксія).
□ При внутрішньоклітинних розладах енергетичного обміну доставка поживних речовин і кисню не страждає, а порушується їхнє використання клітинами.
• Причини порушення постачання клітин поживними речовинами:
1) Повна відсутність їжі чи дефіцит поживних речовин у ній.
2) Порушення процесів травлення чи всмоктування.
3) Порушення мобілізації поживних речовин із депо (при ушкоджені печінки, розладах нервово-гуморальної регуляції жирового обміну).
4) Порушення транспорту поживних речовин кров'ю (загальні і місцеві розлади кровообігу).
5) Порушення дифузії поживних речовин у тканини.
6) Втрата поживних речовин чи їхнє використання не за призначенням (протеїнурія, глюкозурія, опікова хвороба, злоякісні пухлини).
•До причин внутрішньоклітинних порушень енергетичного обміну належать:
1) Порушення транспорту поживних речовин через клітинну мембрану.
2) Порушення центральних внутрішньоклітинних катаболічних шляхів: а) пригнічення гліколізу, б) порушення циклу Кребса, в) розлади пентозного циклу, г) пригнічення ß-окислювання жирних кислот, д) порушення процесів дезамінування та окислювання амінокислот.
3) Розлади процесів біологічного окислювання в мітохондріях.
4) Роз'єднання процесів окислювання і фосфорилювання.
5) Порушення транспорту АТФ із мітохондрій до місць використання.
6) Порушення використання енергії АТФ.
Дефіцит АТФ супроводжується наступними наслідками для клітини:
1) Порушення скорочення контрактильних структур клітин, що проявляється розладами елементарних клітинних функцій: скорочення, міграції, екзо- і ендоцитозу, клітинного поділу, руху війок, джгутиків.
2) Порушення процесів активного транспорту іонів через недостатність функції натрій-калієвого і кальцієвого насосів, натрій-кальцієвого і натрій-водневого обмінних механізмів, що проявляється порушенням внутрішньоклітинного гомеостазу й ушкодженням клітин.
3) Порушення біосинтезу речовин, наслідком якого є порушення самовідновлення і самовідтворення клітин, механізмів їх довгострокової адаптації до дії факторів навколишнього середовища, що в кінцевому результаті веде до повільної загибелі клітин.
• Порушення енергетичного обміну лежить в основі порушення основного обміну. Основний обмін- це кількість енергії, яка необхідна для підтримки нормальної функції організму в умовах повного спокою, натще і при комфортній зовнішній температурі (18—20 °С). Іншими словами, основний обмін являє собою мінімум енергії, необхідної для життя організму людини чи тварин в умовах повного психічного і м'язового спокою. Норма І600-І700 ккал на добу або 1 ккал/год/кг, 894 ккал/м2 .
Дослідження основного обміну набуло великого поширення в клініці як діагностичний засіб для розпізнання ряду хвороб.
Методи визначення основного обміну: 1) Пряма калориметрія – метод, запропонований В.В.Пашутіним більше як 100 років тому назад (метод громіздкий). 2) Непряма калориметрія – базується на визначенні дихального коефіцієнта (ДК) – співвідношенні СО2/О2 (кількості виділеного СО2 і спожитого О2). При окисленні вуглеводів ДК = 1. При окисленні білків - 0,83; жирів - 0,73 - 0,7; Змішаний дихальний коефіцієнт рівний 0,85.
Причини підвищення основного обміну: 1) Отруєння мікробними токсинами. 2) Підвищення температури тіла (гарячка). 3) Виражене психоемоційне напруження, т.з. емоційний стрес, коли різко збільшується вміст адреналіну в крові. 4) Гіперфункція щитоподібної залози (тироксин і трийодтиронін). 5) Специфічно-динамічна дія їжі - здатність харчових речовин викликати додаткове вивільнення енергії зверху їх калорійної вартості. 6) Алкоголь. 7) Вживання у надлишку вітаміну С.
Механізм: за таких умов активується окисне фосфорилювання в мітохондріях і тим самим збільшується утворення АТФ, розчеплення якої веде до вивільнення енергії, яка розсіюється у вигляді тепла.
Причини зниження основного обміну: 1) Зниження функції щитоподібної залози (гіпотиреоз). 2) Гіпофункція мозкового і коркового шарів наднирків. 3) Гіпофункція статевих залоз. 4) Гіпофункція гіпофізу. 5) Гіперінсулінемія. 6) Підвищення тонусу парасимпатичної нервової системи (дефіцит негативних емоцій).
Механізм: Пригнічення окисного фосфорилювання і зменшення вивільнення енергії у вигляді тепла.