Нарушения гидролиза и всасывания углеводов: Углеводы, поступающие с пищей в виде полисахаридов, подвергаются

Нарушения углеводного обмена

Нарушения гидролиза и всасывания углеводов: Углеводы, поступающие с пищей в виде полисахаридов, подвергаются

Углеводы, поступающие с пищей в виде полисахаридов, гидролизуются в желудочно-кишечном тракте под влиянием ферментов (амилаза, мальтаза и лактаза) до гексоз (глюкоза, фруктоза, галактоза) и пентоз.

Последние, подвергаясь фосфорилированию в присутствии фермента гексокиназы и АТФ, поступают в кишечный эпителий, где под влиянием фермента глюзо-6-фосфатазы снова превращаются в моносахара и направляются в портальную систему. Основная масса углеводов всасывается после предварительного фосфорилирования.

Такой механизм обеспечивает наиболее быстрое усвоение углеводов. Небольшая часть моносахаридов всасывается по принципу диффузии, не подвергаясь фосфорилированию.

Нарушение расщепления углеводов отмечено при развитии воcпаления, опухолей слизистой рта и желудочно-кишечного тракту печени, поджелудочной железы, приобших процессах типа перегревания, лихорадки, обезвоживания, шока, после резекции кишечника, а также при наследственных энзимопатиях.

Нарушение всасывания может происходить как вследствие раcстройств расщепления полисахаридов, так и в результате нарушения фосфорилировання углеводов. Последнее наблюдается при дефиците инсулина, глюкокортикоидов, отравлениях флоридзином и монойодацетатом.

При нарушении расщепления и всасывания углеводов возникае углеводное голодание, следствием чего может явиться активация компенсаторных реакций в виде гликогенолиза и липолиза как результат усиления эффектов контринсулярных гормонов. Поступление нерасшепленных углеводов в толстый кишечник приводит к усилению брожения. Основные причины, механизмы нарушения углеводного обмена и его последствия для организма представлены н схеме 4.

Схема 4. Нарушения расщепления и всасывания углеводов
ПричиныГидролизВсасывание
Воспаление, опухоли слизистой рта, поджелудочной железы, кишечника; лихорадка, перегревание, обезвоживание, резекция кишечника; наследственные энзимопатии; усиление перистальтики кишечникаНарушения нервной и гуморальной регуляции желудочно-кишечного тракта (усиление перистальтики, стресс, дефицит инсулина, глкжокортикоидов, тироксина); отравления флоридзином, монойодацетатом
МеханизмыДефицит гидролитических ферментов (амилазы, мальтазы, лактазы)Нарушения расщепления и фосфорилирования углеводов
Изменения в организмеПоследствия – углеводное голодание -> гипогликемия -> снижение синтеза гликогена в печени и мышцах, исхудание вследствие мобилизации жира из жировых депо. При нарушении расщепления – усиление брожения в толстом кишечнике.Компенсация – активация гликогенолиза, липолиза и глюконеогенеза.

углеводов в портальной систе ме подвержено значительным колебаниям и во многом обусловлен приемом пищи. В крови углеводы представлены преимущественн глюкозой (60-100 мг%; или 3,33-5,55 ммоль/л), фруктозой и галактозой. В целом в крови взрослого человека содержится 80-120 мг% (4,44-6,66 ммоль/л) углеводов, у новорожденных детей – 130-50 мг%, грудных -70-90 мг%.

Уровень сахара в крови регулируется инсулином и контринсулярными гормонами. Ниже представлены основные биологические эффекты инсулина и контринсулярных гормонов.

  • Инсулин повышает проницаемость мембран клеток, активирует гексокиназу и тормозит глюкозо-6-фосфатазу. Активирует гликогенез в печени и мышцах, липогенез. Тормозит глюконеогенез в печени. Благодаря указанным эффектам уровень глюкозы в крови снижается.
  • Глюкагон активирует фосфорилазу печени и распад гликогена до свободной глюкозы.
  • Адреналин действует аналогично глюкагону и вызывает гликогенолиз в мышцах, где из-за отсутствия глюкозо-6-фосфатазы глюкозо-6-фосфат превращается в пировиноградную и молочную кислоты.
  • Соматотропин активирует инсулиназу печени.
  • Глюкокортикоиды активируют глюкозо-6-фосфатазу и тормозят эффекты гексокиназы. Активируют в печени глюконеогенез из аминокислот и лактата. Обладают пермиссивным эффектом для катехоламинов, которые вызывают гликогенолиз в печени и мышцах. Стимулируют тканевые катепсины и распад белка в мышцах, лимфоидных узлах и т. д.
  • Тироксин активирует фосфррилазу и инсулиназу печени. Стимулирует тканевые катепсины и распад белка.

Изменения уровня углеводов в крови проявляются в виде гипер- и гипогликемии.

Увеличение уровня сахара в крови свыше 120 мг% (6,66 ммоль/л) (или глюкозы свыше 100 мг% ) называется гипергликемией.

В условиях патологии она развивается при сахарном диабете, когда нарушается образование инсулина или чувствительность клеток к нему (инсулинрезистентные формы диабета), что одновременнс сочетается с активацией эффектов контринсулярных гормонов.

Возможно развитие гипергликемии при изолированном увеличении одного или нескольких контринсулярных гормонов (стресс, опухоли альфа-клеток поджелудочной железы, эозинофильных клеток гипофиза, образующих соматотропин, при синдроме и болезни Иценко-Кушинга, гипертиреозе).

Но и в этом случае гипергликемия вызывает напряжение, перенапряжение и истощение инсулярного аппарата поджелудочной железы. В основа механизма формирования гипергликемии лежит нарушение гормональной регуляции уровня углеводов в крови с преобладанием эффектов контринсулярных ropмонов.

Причины, механизмы и последствия гипергликемии представлены на схеме 5.

Схема 5. Гипергликемия
ПричиныДефицит инсулина и повышение образования контринсулярных гормонов, гиперпродукция отдельных контринсулярных гормонов (гипертиреоз, болезнь и синдром Иценко-Кушинга, стресс, акромегалия и гигантизм), прием избыточного количества пищи
МеханизмыСнижение проницаемости клеточных мембран для глюкозы, активация глюкозо-6-фосфатазы, торможение гексокиназы, гликогенолиз, глюконеогенез
ПоследствияПри гипергликемии свыше 9,44-9,99 ммоль/л (170-180 мг%) глюкозурия. Гипергликемия при сахарном диабете сочетается с расстройствами других видов обмена (белкового, липидного, минерального)

Углеводы крови являются пороговыми веществами, т. е. при увеличении их в крови свыше 9.435-9.99 ммоль/л (170-180 мг%) реабсорбция в почках происходит не полностью, и глюкоза появляется в окончательной моче. Это явление получило название глюкозурией.

Выделение глюкозы с мочой наблюдается и при почечном диабете, при котором активность гексокиназы в почках снижена. Фосфорилирование глюкозы нарушено, и она полностью не реабсорбируётся.

Поэтому при почечном диабете уровень сахара в крови может оставаться нормальным или сниженным, но в результате нарушения реабсорбции глюкоза выделяется с мочой.

Гипогликемия характеризуется уменьшением уровня сахара в крови ниже 70 мг% (3,885 ммоль/ч).

Это обусловлено преобладанием эффектов инсулина и чаше всего увеличением утилизации глюкозы (опухоль поджелудочной железы, передозировка инсулина, тяжелая мышечная работа), углеводным голоданием, дефицитом контринсулярных гормонов (гипотиреоз, бронзовая болезнь), увеличением выделения глюкозы с мочой, например, при почечном диабете, наследственной энзимопатии, когда в результате дефицита глюкозо-6-фосфатазы не происходит мобилизация гликогена из печени.

Важным механизмом развития гипогликемии является недостаточность эффектов контринсулярных гормонов. Пока процессы гликогенолиза, глюконеогенеза, инактивации инсулиназы печени достаточны, гипогликемия не развивается.

Снижение уровня глюкозы, являющейся важнейшим энергетическим субстратом, ведёт к уменьшению образования макроэргов. Это проявляется нарушением функций многих органов, но особенно нервной, мышечной и сердечно-сосудистой систем. Вот почему при снижении содержания углеводов в крови ниже 70 мг% (3.

885 ммоль/л) наблюдаются повышенная возбудимость, слабость, тахикардия, а позже и брадикардия. При снижении уровня углеводов до 50-55 мг% (2.775-3.05 ммоль/л) появляются судороги, развивается гипогликемическая кома. Полное прекращение поступления глюкозы в мозг в течение 5-7 минут ведет к гибели нервных клеток.

Причины, механизмы и последствия гипогликемии представлены на схеме 6.

Схема 6. Гипогликемия
ПричиныУглеводное голодание, увеличение количества инсулина, выделение глюкозы с мочой при почечном диабете, дефицит контринсулярных гормонов (гипотиреоз, бронзовая болезнь), гликогенозы, тяжелая мышечная работа
МеханизмыНедостаточное поступление в кровь глюкозы, недостаточность эффектов контринсулярных гормонов
ПоследствияНарушение функций органов и систем организма, особенно нервной, мышечной и сердечно-сосудистой систем, что проявляется тахикардией, мышечной слабостью, повышенной возбудимостью. При снижении углеводов до 50-55 мг% (2,78-3,05 ммоль/л) наблюдаются судороги и развитие гипогликемической комы

Нарушения межуточного обмена углеводов проявляются в виде изменений гликогенеза, гликолиза, гликогенолиза, глкжонеогенеза. Известно, что углеводы являются важнейшим энергетическим субстратом и служат источником энергии практическн во всех клеточных элементах.

Однако наиболее интенсивный межуточный обмен углеводов происходит в печени, поперечно-полосатой мускулатуре и мозге. Очень важное значение в регуляции межуточного обмена принадлежит нейроэндокринным влияниям, особенно эффектам инсулина и контринсулярных гормонов.

Так, в головном мозге глюкоза преимущественно окисляется и только в небольшом количестве превращается в молочную кислоту.

Глюкоз является единственным источником энергии для нервной ткани, и поэтому недостаточное поступление или нарушение окисления ее вследствие гипоксии ведут к дефициту АТФ и расстройствам функции нервной системы.

В поперечно-полосатой мускулатуре расстройства межуточного обмена могут быть обусловлены гипоксией, гипогликемией, дефицитом инсулина. Эти состояния сопровождаются угнетением синтеза гликогена в мышцах.

При гипоксии, а также при избыточной продукции глюкагона, глюкокортикоидов, катехоламинов, при тяжелой мышечной работе усиливается распад гликогена (гликогенолиз) в мышцах, но из-за отсутствия в них глюкозо-6-фосфатазы превращение гликогена и поступающей в мышцы глюкозы осуществляется путем усиления гликолиза с образованием пировиноградной и молочной кислот. Последняя в самой мышце частично ресинтезируется в глюкозу и гликоген и, кроме того, поступая в печень, также используется для образования глюкозы. Поэтому в условиях поражения печени и при усилении гликолиза в мышцах процесс ресинтеза глюкозы из молочной кислоты нарушается, что способствует формированию метаболического ацидоза.

Наиболее важное значение в межуточном обмене углеводов имеет печень. Именно в этом органе интенсивно осуществляются гликогенез, гликогенолиз, глюконеогенез, образование продуктов, принимающих участие в обезвреживании токсических веществ (например, глюкуроновой кислоты).

Поэтому расстройства кровообращения и гипоксия, токсико-инфекционные процессы в печени, цирроз нарушают образование гликогена и глюкуроновой кислоты, усиливают превращение глюкозы по гликолитическому пути с увеличением количества пировиноградной и молочной кислот. Тормозится ресинтез глюкозы из молочной кислоты в цикле Кори.

Нарушается использование глюкозы в пентозо-фосфатном цикле и, следовательно, синтез нуклеиновых кислот.

При недостаточности щитовидной железы, надпочечников, истощении симпато-адреналовой системы нарушается как образование, так и, особенно, мобилизация глюкозы из гликогена печени.

Торможение мобилизации гликогена в печени наблюдается также при наследственной энзимопатии, вызванной генетическим нарушением синтеза фермента глюкозо-6-фосфатазы.

В этом случае образование гликогена не нарушено, но в результате блокады гликогенолиза гликоген накапливается в печени, обусловливая формирование наследственного гликогеноза.

При избытке глюкагона, катехоламинов, тироксина усиливается гликогенолиз в печени. В результате этого содержание гликогена в печени уменьшается и одновременно увеличивается количество глюкозы в крови.

Увеличение образования глюкокортикоидов (синдром и болезнь Иценко – Кушинга) или длительное введение их по жизненным показаниям больному активируют глюконеогенез в печени из аминокислот и жирных кислот.

Ибо глюкокортикоиды стимулируют катаболизм белка в тканях и, как и другие контринсулярные гормоны, липолиз в жировых депо, что способствует избыточному поступлению субстратов глюконеогенеза (аминокислот и жирных кислот) в печень.

Витамин B1 является кофактором ферментов, участвующих в превращении пировиноградной кислоты в ацетил-КоА и ацетилхолин. Поэтому при дефицитеэтого витамина нарушается синаптическая передача, что ведет к развитию парезов и параличей.

Таким образом, последствия расстройств межуточного обмена углеводов достаточно серьезны. Так, при гипоксии, токсико-инфекционных поражениях печени можетизменяться кислотно-щелочное равновесие в сторону метаболического ацидоза.

Преобладание гликолитического превращения глюкозы ведет к дефициту АТФ и нарушению синтетических процессов в организме, в том числе синтеза нуклеиновых кислот.

При дефиците витамина B1 нарушается превращение пировиноградной кислоты в ацетилхолин и наблюдается развитие парезов и параличей.

Избыточное образование контринсулярных гормонов обеспечивает торможение гликогенеза, активацию гликогенолиза, липолиза в жировых депо, а увеличение таких контринсулярных гормонов, как глюкокортикоиды и тироксин, кроме того, вызывает активацию протеолиза в тканях и глюконеогенеза в печени. На схеме 7 предcтавлены основные причины, механизмы и последствия нарушений межуточного обмена углеводов.

Схема 7. Нарушение межуточного обмена углеводов
ПричиныРасстройства кровообращения, гипоксии, токсикоинфекционные поражения печени, изменения уровня гормонов (инсулина, глюкагона, катехоламинов, соматотропина, глюкокортикоидов, тироксина), дефицит витамина B1, наследственные энзимопатии, тяжелая мышечная работа
МеханизмыАктивация гликолиза, нарушения гликогенеза, гликогенолиза, глюконеогенеза. Торможение окисления в печени и других органах, дефицит ферментов углеводного обмена
ПоследствияАцидоз, дефицит АТФ, нарушение синтеза рибоз. Возможны парезы, параличи. Нарушения функций органов и систем организма

Источник: Овсянников В.Г. Патологическая физиология, типовые патологические процессы. Учебное пособие. Изд. Ростовского университета, 1987. – 192 с.

Источник: http://bono-esse.ru/blizzard/A/Patfiz/narushenija_obmena_uglevodov.html

Этапы гидролиза и всасывания углеводов

Нарушения гидролиза и всасывания углеводов: Углеводы, поступающие с пищей в виде полисахаридов, подвергаются

Рис. 87. Гидролиз углеводов. Кс — кровеносные сосуды.

С пищей за сутки организм получает около 400 г углеводов.

Это полисахариды: крах­мал, гликоген, целлюлоза, пектиновые вещества, декстрины, декстраны; дисахариды: саха­роза, мальтоза, лактоза; моносахариды: глюкоза, фруктоза, галактоза, ксилоза, арабиноза. Однако не все эти углеводы усваиваются организмом, так как не ко всем из них имеются необходимые глюкозидазы, или карбогидразы.

Хорошо усваиваются глюкоза, сахароза, маль­тоза, галактоза, лактоза, рафиноза (трисахарид), инулин, крахмал, декстрины.

Не усваива­ются целлюлоза, пектиновые веще­ства, декстраны (у коров целлюло­за в рубце под влиянием микроор­ганизмов разлагается до глюкозы и потому используется организ­мом, у человека в толстом кишеч­нике под влиянием микроорганиз­мов целлюлоза разлагается не до глюкозы, а до летучих жирных кис­лот — уксусной, пропионовой, масляной). Наиболее распростра­ненный продукт питания — сахар. Он представляет собой 99,8% р-р сахарозы (димер глюкоза+фрукто-за). Сладость углеводов различна. Если сладость сахарозы принять за 100 единиц, то относительная сла­дость фруктозы — 173 ед., глюко­зы — 74, сорбита — 48, ксилозы— 40, мальтозы —32, галактозы — 32, рафинозы — 23, лактозы —16. Лактоза — довольно часто упо­требляемый продукт питания, так

как содержится в женском (7,7%) и коровьем молоке (4,8%).

Вместе с тем у многих людей в ЖКТ не вырабатывается фермент лактоза, поэтому этот молочный сахар не усваивается, и люди, носители этого вша аномалии, не переносят молоко, но достаточно хорошо усваи­вают кефир, где этот сахар частично потреблен кефирными дрожжами.

У людей, которые не усваивают лактозу, обычно в толстом кишечнике развиваются микроорганизмы, живу­щие на лактозе, поэтому у таких людей развивается обильное газообразование (более 100— 500 мл/сутки), и это вызывает пучение живота.

Самый распространенный пищевой углевод — крахмал. На его долю приходится 80% от всехуглеводов. Его много в крупах и макаронных изделиях (55—70%), бобовых (40—45%), хлебе (30—40 %), картофеле (16%). Крахмал состоит из двух фракций — амилозы и амило-пектина. Гидролизу подвергается амилоза, на долю которой приходится около 70—80%.

Клетчатка, хотя и не переваривается организмом человека, является важным компонен­том пищевого рациона. Замечено, что употребление продуктов, лишенных клетчатки, напри-

мер, белого хлеба, приводит к ряду серьезных нарушений в деятельности ЖКТ и к развитию рака толстой кишки. Много клетчатки в отрубях зерновых, в сырой моркови, капусте, ябло­ках.

Пектин также является ценным «балластом» продуктов питания — он необходим для нормализации микрофлоры толстого кишечника, регуляции уровня в крови холестерина и удаления желчных кислот. Клетчатка и пектин образуют вместе так называемые пищевые волокна.

Найдено, что ежесуточное применение их в пище (до 10—15 г/сутки) является опти­мальным вариантом. Эта доза содержится в хлебе грубого помола, в овощах и фруктах.

Гидролиз углеводов проводится с участием таких ферментов как альфа-амилаза, маль-таза, инвертаза, изомальтаза, лактаза, трегалаза. Альфа-амилаза секретируется слюнными железами, панкреатической железой, кишечными железами, а также энтероцитами, прини­мающими участие в пристеночном пищеварении.

Альфа-амилаза действует на амилозу крах­мала, вызывая ее деполимеризацию вначале до декстринов, а затем до мальтозы и при дли­тельном действии — до глюкозы.

Процесс воздействия начинается в ротовой полости, по­том пища попадает в желудок, и пока содержимое желудка не станет кислым, амилаза про­должает действовать. Основное место действия амилазы — это 12-перстная кишка и тощая кишка, где совершается гидролиз крахмала до мальтозы.

В кишечном соке имеется мальта-за, которая заполняет гликокаликс и частично расщепляет мальтозу до двух молекул глю­козы. Однако основное расщепление мальтозы происходит на апикальной части энтерцита с участием ферментов пристеночного пищеварения.

Другие продукты (сахароза, мальтоза, лактоза) в основном подвергаются деполимеризации непосредственно на апикальной мем­бране энтероцита, и продукты гидролиза (глюкоза, фруктоза, галактоза) транспортируются через энтероцит в интеретиции, а затем в кровь.

Считается, что транспорт моносахаридов осуществляется с участие вторично-актив­ного транспорта, зависимого от транспорта натрия.

Энтероциты, которые способны погло­щать из тонкого кишечника моносахариды, обычно содержат на базальной и латеральной мембранах натриевые насосы, которые активно выкачивают входящие через апикаль­ную мембрану ионы натрия в интеретиции и таким образом постоянно поддерживают градиент натрия (внутри клетки его концентрации примерно 14 ммоль, а в интеретиции более 150 ммоль). В результате этого натрий из полости кишки, где его концентрация примерно такая же, как в крови (140 ммоль/л) по градиенту устремляется внутрь энтероци­та. Но делает он это следующим образом: на апикальной мембране энтероцита имеется специфический для глюкозы (фруктозы, галактозы) переносчик, с которым взаимодейству­ет молекула глюкозы. К комплексу присоединяется натрий, и этот ион за счет градиента концентрации «вносит» комплекс на внутреннюю поверхность апикальной мембраны энте­роцита. Здесь, внутри клетки, комплекс распадается, переносчик возвращается в исходное положение, ионы натрия выделяются из клетки натриевым насосом, а молекула глюкозы соединяется с переносчиком, локализованным на базально-латеральной мембране энтеро­цита, и с его помощью переносится в интеретиции, откуда попадает в кровь. Таким обра­зом, в этом процессе транспорта используется энергия, которая первично была затрачена на работу натриевого насоса.

БЕЛКИ И АМИНОКИСЛОТЫ

В среднем ежесуточный прием белка должен составлять 80—100 г, из них до 30 — белки животного происхождения. Основные источники белка — это мясные, рыбные, молочные и зернобобовые продукты.

Больше всего белка содержится в сырах (25%), горохе и фасоли (22—23%), в различных видах мяса, рыбы и птицы (16—20%), в яйцах (13%), жирном тво­роге (14%), макаронах (10—11%), пшеничном хлебе (8%), молоке (2,9%).

В белках пище­вых продуктов имеется около 80 различных аминокислот, но основная их масса — это 20 аминокислот, из которых 8 являются незаменимыми (они не синтезируются в организме человека и потому обязательно должны содержаться в пищевых продуктах). К ним отно­сятся валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, фенилаланин, триптофан.

При температурной обработке белок денатурирует, и это способствует его переварива­нию в ЖКТ. Однако следует иметь в.

виду, что при длительной или высокотемпературной обработке, например, жарении часть белка вступает в реакцию с углеводами и другими веществами, и образуются меланоиды, которые не усваиваются организмом.

Следователь­но, нерациональная кулинарная обработка белков может снизить биологическую ценность этих компонентов пищи.

Пептидгидролазы, или пептидазы, желудочно-кишечного тракта делятся на два основ­ных типа — эндопептидазы и экзопептидазы. Эндопептидазы расщепляют белки на пепти­ды различной сложности путем разрыва внутренних связей в молекуле белка. К ним отно­сятся пепсины, гастриксины, ренин, трипсин, химотрипсин, эластаза.

Экзопептидазы рас­щепляют концевые пептидные связи полипептидных цепей, образующихся при гидролизе с помощью эндопептидаз. Они бывают двух типов — карбоксипептидазы типа А и В и амино-пептидазы. Карбоксипептидазы разрывают пептидную связь, которую образуют С-конце-вые остатки аминокислот, а аминопептидазы разрывают связи, образованные N-остатками.

Кроме того, в ЖКТ имеются дипептидазы, которые расщепляют дипептид на две молекулы аминокислоты.

Уже в составе слюны имеются пептидазы типа эндопептидаз, ко­торые могут разрывать внутрен­ние связи в белках и образовывать отдельные полипептидные цепи — это трипснноподобные ферменты малой активности: саливаин, глан-дулаин, катепсин, калликреин. Считается, что их роль невелика в процессе гидролиза белка, но они повышают эффективность гидро­лиза пепсином и трипсином.

Рис. 88. Гидролиз белков. Кс — кровеносные сосуды.

В желудочном соке содержит­ся соляная кислота, создающая вы­сокую концентрацию ионов водо­рода и вызывающая денатурацию белка, что повышает его гидролиз. HCI также активирует ферменты желудочного сока. В составе же­лудочного сока содержатся пепси­ны — 8 типов. Ферменты выраба­тываются в неактивном виде (пеп-синогены), но под влиянием HCI они активируются.

Часть пепсиногенов (пепсинов) вырабатываются в фундальной части же­лудка, а часть — в антральной и начальной части 12-перстной кишки. Согласно классифи­кации Тейлора, различают пепсин-1 (оптимальная рН среды — 1,9), пепсин-2 (рН — 2,1), пепсин-3 (рН — 2,4—2,8), пепсин-5, или гастриксин (рН — 2,8—3,4), пепсин-7 (рН — 3,3— 3,9).

Из них пепсин-5 и пепсин-7, в основном, продуцируются в пилорической части желуд­ка. В основном, пепсины вызывают створаживание молока и разрушают желатиназу.

Нали­чие нескольких типов пепсинов объясняется тем, что в желудке, где длительное время де­понируется пища, возникает необходимость набора ферментов, работающих при различ­ных рН, так как концентрация водородных ионов внутри химуса существенно отличается от концентрации этих ионов у стенок желудка.

Итак, в желудке из белков образуются полипептидные цепочки, которые в дальнейшем под влиянием экзопептидаз (карбоксипептидаз, аминопептидаз) превращаются в дипепти-ды. Это происходит в 12-перстной кишке и тощей кишке. Сюда изливаются сок панкреати­ческой железы, желчь, желудочный сок.

В панкреатической железе вырабатываются в неактивном виде такие ферменты как трип-синоген, химотрипсиноген, проэластаза, прокарбоксипептидазы А и В, аминопептидаза. Выйдя в полость 12-перстной кишки, они активируются. Процесс начинается с активации трипсиногена. Под влиянием фермента, продуцируемого в кишечнике, — энтерокиназы (энтеропептидазы) трипсиноген переходит в трипсин.

В дальнейшем под влиянием трипси­на все остальные белки переходят в активную форму (химотрипсиноген —► химотрипсин, прокарбоксипептидаза -» карбоксипептидаза, проэластаза -» эластаза).

Итак, трипсин, хи­мотрипсин, эластаза как эндопептидазы расщепляют белки, которые не расщепились пеп­синами в желудке, до полипептидов, а карбоксипептидазы А и В, аминопептидаза — до пептидов и дипептидов. В железах тонкого кишечника вырабатываются, главным образом, карбоксипептидазы, аминопептидазы и дипептидазы.

Все эти ферменты осуществляют вну-триполостное пищеварение (проводят гидролиз внутри кишки). На апикальной мембране энтероцитов располагаются, согласно данным А. М. Уголева, карбоксипептидазы, амино-псптидазы, дипептидазы.

В результате их действия образуются аминокислоты, которые тут же передаются на «транспортеры», осуществляющие вторично-активный транспорт, зави­симый от ионов натрия. Он осуществляется по такому же механизму, как и транспорт глю­козы (см. выше).

Существует как минимум 4 вида аминокислотных «транспортера»: 1) для переноса нейтральных аминокислот (валина, фенилаланина, аланина), 2) для переноса ос­новных аминокислот (аргинина, цистина, лизина, орнитина), 3) для переноса иминокислот (пролина, гидроксипролина) и глицина, 4) для переноса дикарбоновых кислот (глутамимо-вой кислоты, аспарагиновой кислоты).

Такое разделение основано на существовании на­следственных заболеваний, при которых вследствие генетического дефекта не всасывается группа аминокислот, при этом нарушается и реабсорбция этих же аминокислот в почках.

Так, известна болезнь Хартнупа, при которой нарушено всасывание нейтральных амино­кислот — валина, фенилаланина, аланина — в тонком кишечнике и в почках, болезнь ими-ноглицинурия — нарушается транспорт пролина, гидроксипролина и глицина, болезнь ци-стинурия — нарушен транспорт цистина, лизина, аргинина и орнитина, синдром Фанкони, при котором имеется аминоацидурия и нарушение всасывания в тонком кишечнике глута-миновой и аспарагиновой аминокислот. Все аминокислоты, а также некоторые белковые молекулы, всосавшиеся путем эндо-экзоцитоза, с током венозной крови через портальную вену доставляются к печени, где они используются для различных целей, в том числе для синтеза белка, для нужд энергетики (например, в процессах глюконеогенеза).

ЖИРЫ,ФОСФОЛИПИДЫ, ХОЛЕСТЕРИН

Жиры, или липиды, представлены в пищевых продуктах в виде триглицеридов (глице­рин +3 жирные кислоты), фосфолипидов (глицерин + жирная кислота + фосфорная кислота + аминоспирты), гликолипидов (глицерин + жирная кислота + углеводы), холестерина, сте­роидов.

Жиры животного происхождения, в основном, содержат насыщенные жирные кислоты, поэтому имеют высокую температуру плавления и в обычном виде они твердые (шпик, сли­вочное масло, жирная свинина).

Жир растительного происхождения, в основном, содержит ненасыщенные жирные кислоты (содержат двойные связи) и имеет низкую температуру плав­ления — это растительные масла, орехи, овсяная и гречневая крупы.

Среди ненасыщенных жирных кислот имеются так называемые незаменимые кислоты — линоленовая и линолевая кислоты, которые не синтезируются в организме, но они необходимы ему, так как из них образуется арахидоновая кислота — предшественница простагландинов и лейкотриенов.

Линолевой кислоты много в подсолнечном масле (до 60%). В целом, за сутки необходимо около 80—100 г жиров, из них 30% — растительного происхождения (чтобы получить неза­менимые жирные кислоты). Примерно 90% пищевого жира — это триглицериды.

Гидролиз жира происходит, главным образом, с помощью полостного пищеварения с участием липаз и фосфолипаз. Липаза гидролизует жир до жирных кислот и моноглицери-да (обычно до 2-моноглицерида).

лпонпЛПНП ЛПВП Рш:. 89. Гидролиз жиро*. X—холестерин, Хм—хиломикроны, Ж—жирные кисло­ты, Г—глицерин, Ф—фосфолипиды, Кс—кровеносные сосуды, Лк — лимфатические капилляры, ЛПОНП — ли­попротеины очень низкой плотности, ЛПНП — липопро-теины низкой плотности, ЛПВП — липопротеины высо­кой плотности.

Небольшое количество липазы образуется мелкими слюнными железами корня языка (лингвальная липаза). Железы желудка тоже про­дуцируют липазу, однако она неак­тивна в кислой среде. У новорож­денных липаза желудочного сока способна расщеплять молочный жир.

Ведущую роль в переварива­нии пищевого жира играет панкре­атическая липаза, а также кишечная липаза.

Липазы совершают гидро­лиз в полости кишки, но для эффек­тивного гидролиза поверхность жира должна быть максимальной — это достигается эмульгировани­ем жира с помощью желчных кис­лот и их солей (холевой, хенодеэок-сихолевой, гликохолевой, таурохс-левой кислотами).

Активность ли­паз возрастает под влиянием так на­зываемой колипазы—фактора, ко­торый связывается с липазой и по­вышает ее способность расщеплять жиры. Ионы кальция тоже повыша­ют активность липазы.

В результате действия липаз происходит образование смеси жирных кислот, глицерина, 2-моно-глицерида, диглицеридов и тригли-церидов.

В дальнейшем из этой сме­си, а также с участием солей желч­ных кислот, фосфолипидов и холе­стерина образуются мельчайшие капельки, называемые мицеллами (диаметр их примерно 100 нм), которые идут к апикальной мембране энтероцита и в силу своей жирорастворимости входят в энтероцит.

Здесь комплекс распадается и происходит синтез триглицеридов, специфичных для человека. Вместе с фос-фолипидами, холестерином и белком-апопротеином AI и В в клетке образуются микровези­кулы —так называемые хиломикроны или липопротеин-хиломикроны. Одновременно в клетке образуются и липопротеины очень низкой плотности (тоже в виде микровезикул).

Эти струк­туры проходят через базально-латеральную мембрану энтероцита в интерстиций, а затем пе­реходят в лимфатические сосуды, от них в кровь. Одновременно часть хиломикронов попада­ет в печень, где синтезируются липопротеины низкой плотности (ЛПНП) и липопротеины высокой плотности (ЛПВП).

В целом, жиры накапливаются в жировых депо, откуда они используются для энергети­ческих и пластических процессов.

ВОДА

В ЖКТ за сутки с пищей и питьем поступает около 2—2,5 л воды. Кроме того, в ЖКТ вода выделяется в составе соков — объемом до 6—7 литров. Итого, в полость ЖКТ посту­пает до 9,5 л/сутки. Небольшое количество этой воды всасывается в желудке, большая часть — в тонком и толстом кишечнике. В большинстве случаев всасывание воды осуществляет-

ся за счет осмоса: реабсорбция осмотически активных веществ типа ионов натрия, кальция, магния, калия, веществ типа глюкозы, аминокислот вызывает пассивную реабсорбцию воды.

За счет механизма персорбции часть воды покидает полость кишечника через межэпите­лиальные щели (путем фильтрации в интерстиций), где с участием поворотно-противоточно-го механизма создается гипертоническая среда, вызывающая движение воды в интерстиций.

НАТРИЙ

Суточная потребность в натрии составляет около 2—3 г. Его концентрация в крови в среднем 140 ммоль/л.

Всасывание натрия осуществляется различными способами: пассив­но по градиенту концентрации, активно за счет работы натриевых и натрий-калиевых насо­сов (в тонком кишечнике, преимущественно, натриевый насос, в толстом — натрий-калие­вый насос), и путем персорбции через межэпителиальные поры. Всасывание натрия играет исключительно важную роль, так как от него зависит транспорт аминокислот, глюкозы и других веществ.

На процессы всасывания натрия влияют минералокортикоиды (за счет повышения син­теза натриевых насосов) и гормоны ЖКТ, которые угнетают реабсорбцию натрия в кишеч­нике: гастрин, секретин, холецистокинин-панкреозимин.

КАЛИЙ

Суточная потребность составляет 2—3 г., столько же, сколько натрия. Концентрация калия в крови в среднем 4,5 ммоль/л. Всасывание осуществляется в тонком и толстом ки­шечнике за счет пассивного транспорта и с помощью калий-натриевого насоса.

КАЛЬЦИЙ•*■

Суточная потребность кальция составляет 0,7—0,8 г. Концентрация его в плазме кровисоставляет в среднем 2,25—2,50 ммоль/л. Всасывание кальция происходит весьма медлен­но и требует наличия специального кальциевого переносчика («транспортера») — каль­цийтранспортирующего белка. Его синтез контролируется рядом факторов, в том числе метаболитом витамина Дз.

Витамин Дз образуется в коже под влиянием ультрафиолетового облучения из 7-дигидрохолестерина (витамин Дз — холекальциферол).

Для того, чтобы он оказывал свой эффект, этот витамин (прогормон) должен пройти две стадии конверсии: в печени под влиянием фермента 25-гидроксилазы он превращается в 25-гидроксихолекаль-циферол (25—ОН Дз), а затем в почках также путем гидроксилирования под влиянием фер­мента 1-гидроксилазы он превращается в 1,25-дигидроксихолскальциферол (1,25—(ОН)аДэ).

Это соединение (гормон) активирует синтез кальцийтранспортирующего белка. При отсут­ствии этого гормона транспорт кальция нарушается. Гормон паращитовидной железы — паратгормон — способствует конверсии витамина Дз в печени и тем самым повышает эф­фективность всасывания кальция, что сказывается на уровне кальция в крови.

В растениях содержится витамин Дг — эргокальциферол, в организме он проходит те же стадии конверсии и превращается в 1,25-(ОН)гД2 — по биологической активности он эквивалентен 1,25-(ОН)гДз.

МАГНИЙ

Суточная потребность в магнии — 0,22—0,26 г. Концентрация в крови — около 0,5 ммоль/л. Транспортируется тем же механизмом, что и ионы кальция. Регуляция — ана­логична.

ЖЕЛЕЗО

В организме содержится около 3—6 г железа. Из них 800 мг способно мобилизоваться, т. е. быть использованным для синтеза железосодержащих структур, например, гемоглоби-

на. Из 3—6 г железа 65—70% находится в составе гемоглобина эритроцитов, около 20% в мышцах — в составе миоглобина, 10—15% — в печени и селезенке и около 1% — в составе геминовых ферментов и белков, содержащих негеминовое железо.

В среднем за сутки в результате разрушения эритроцитов высвобождается 26 мг железа, из которых 25 мг вновь поступает на синтез гема, а 1 мг выводится, в основном, с желчью. Таким образом, необхо­димо потребление 1 мг железа в сутки.

В тонком кишечнике, где всасывается железо, из пиши извлекается только 10% железа, поэтому суточная потребность с пищей в железе составляет 10—20 мг (при менструациях потребность возрастает в 1,5—2 раза).

Учитывая, что диеты в Европе содержат мало железа (на грани минимальной суточной потребности), часто при потере крови возникает дефицит железа, что проявляется, например, в повышен­ной утомляемости, в снижении работоспособности, головными болями, а при хронической недостаточности — железодефицитной анемией.

В энтероцитах тонкого кишечника, где совершается всасывание железа, имеется «транс­портер» , который за счет механизмов активного транспорта переносит железо через апикаль­ную мембрану энтероцита внутрь клетки.

Здесь двухвалентное железо (а из пиши всасывает­ся в основном двухвалентное железо, поэтому в пище есть восстановители, которые перево­дят трехвалентное железо в двухвалентное) связывается специфическим белком, который переносит железо в кровь.

В крови имеется специальный белок — трансферрин, который транспортирует железо к месту его использования (железо в составе трансферрина находит­ся в форме трехвалентного).

В тканях — потребителях железа (печень, селезенка, костный мозг) имеется специальный белок — апоферритин, который, подобно гемоглобину, способен насыщаться двухвалентным железом и превращаться в ферритин, т. е. белок, депонирующий железо. На 1 молекулу этого белка может приходиться до 2500 атомов железа.

Итак, в процессе всасывания и транспорта железа к тканям-потребителям железо меняет валентность с 2-х на 3-х, а затем — вновь на 2-х. Это, вероятно, катализируется специальны­ми окислительно-восстановительными ферментами или самыми белками-переносчиками.

ЙОД, ФТОР

Потребность в йоде — 150 мг/сутки. При недостатке — развитие эндемического зоба (гипотиреоз). Потребность во фторе 1 мг в сутки. Передозировка наступает при поступле­нии 5 мг в сутки, она вызывает интоксикацию.

ФОСФОР

Суточная потребность в нем составляет 0,7—0,8 г. Концентрация в плазме — около 1 ммоль/л. Метаболиты витамина Д, или Д2 регулируют его всасывание в тонком кишечни­ке. Паратгормон обычно вызывает снижение уровня фосфора в крови, а кальцитонин, на­оборот, повышает. По-видимому, система всасывания фосфора и кальция между собой со­пряжена.

ХЛОР

Потребность в нем составляет около 3—5 г в сутки. Концентрация в крови — около 100 ммоль/л. При этом 90% хлора находится во внеклеточной жидкости. Механизм всасывания в основном пассивный — за счет электрохимического градиента, т. е. ионы хлора всасыва­ются вслед за ионами натрия, кальция, калия.

ВИТАМИНЫ

Водорастворимые витамины всасываются в дистальном отделе тощей кишки и прокси­мальном отделе подвздошной кишки, а жирорастворимые витамины — в средней части то­щей кишки. При этом для жирорастворимых витаминов важно наличие желчных кислот.

Глава 24

Источник: https://megaobuchalka.ru/4/32862.html

Нарушения всасывания углеводов

Нарушения гидролиза и всасывания углеводов: Углеводы, поступающие с пищей в виде полисахаридов, подвергаются

Могутвозникать:

  1. При поражении поджелудочной железы и слизистой кишечника;

  2. Понижение эндокринной функции коры надпочечников, в результате чего наблюдается дефицит ионов Na+;

  3. Отравлениях ферментами, ядами (монойодацетатом, флоридзином), блокирующих процессы фосфорилирования.

Большаячасть всосавшихся моносахаридов стоком крови через воротную венудоставляется в печень, где глюкозаутилизируется для синтеза гликогенаи триглицеридов (ТГ). Гликоген – резерв Гл в организме. Содержится практическиво всех тканях, преимущественно в мышцахи печени.

Наледственныенарушения углеводно обменаобусловлены генетическими дефектами синтеза отдельных ферментов существенноважных путей метаболизма углеводов.Примерами могут служить галактоземия, фруктозурия, непереносимость лактозыи другие заболевания.

Промежуточныйобмен углеводов – это превращенияуглеводов в тканях организма до конечныхпродуктов – СО2и Н2О.

Процесокисления глюкозыидет по 2 основным путям:

  1. Анаэробный гликолиз иаэробный гликолиз.Распад глюкозы в анаэробных условиях и при непрямом превращении протекает почти одинаково до образования пировиноградной кислоты. В анаэробных условиях ПК восстанавливается в молочную кислоту (МК), которая в печени участвует в образовании гликогена или рециркулирует через цикл Кори в глюкозу.

  1. В аэробных условиях ПК при участии пируватдегидрогеназного комплекса и 5-ти коферментов (тиаминдифосфата, рибофлавина, пантотеновой и липоевой кислот, никотинамида) окисляется до ацетил-КоА, который затем подвергается дальнейшим превращениям в цикле Кребса, конечными продуктами которого являются СО2, Н2О и 38 молекул АТФ.

Нарушенияпромежуточного обмена углеводоввозникают при:

  1. нарушениях функций поджелудочной железы;

  2. поражениях печени;

  3. недостатке коферментов (особенно вит. В1). В результате чего в организме накапливаются пируват и лактат, нарушается цикл Кребса;

  4. нарушения аэробного пути обмена (при различных гипоксических состояниях). В крови повышается уровень МК. Развивается ацидоз и, как следствие, снижается выработка АТФ.

Главнымипродуктом расщепления углеводов увзрослых в жкт является глюкоза, которая в нормальных условиях жизнедеятельностиорганизма является основным энергетическимсубстратом, особенно для клеток головногомозга. В норме содержание Гл в плазмекрови составляет 3,3 – 5,5 ммоль/л.

Понижениесодержания глюкозы в крови – гипогликемиияможет являться симптомом различныхболезней и патологических состояний,причем особенно уязвимым являетсяголовной мозг.

Различают гипогликемиипеченочного типа: физиологическиегипогликемии новорожденных, приотравлениях, инфекциях, повреждениях паренхимы печени, сдавливании печеночныхвен; при голоде и недоедании; приуменьшении выделения СТГ, адреналина,глюкокортикоидов и др.

гормонов;гипогликемии при усиленном распаде Глв тканях и при усиленном выведении Гл(нарушение резорбции Гл в почках); приизбыточном введении инсулина у больныхсахарным диабетом и др.

Повышениесодержания глюкозы в крови – гипергликемия.Виды гипергликемий см. учебник«Патологическая физиология».

Инсулин– единственный гормон, способствующийснижению уровня сахара в крови. Инсулинотносится к полипептидным гормонам,биосинтез которого происходит вβ–клетках поджелудочной железы.

Главным стимулятором синтеза и секреции инсулина является глюкоза.

Кроме глюкозыстимуляторами секреции инсулина являются кишечные гормоны, СТГ, пролактин,глюкагон, АКТГ, ряд аминокислот и жирныхкислот, гормоны щитовидной, паращитовидныхи половых желез, повышенная активностьблуждающего нерва, опиоидные пептиды.

Ингибиторамисекреции инсулина являются соматостатин,адреналин, норадреналин, голодание,гпоксия, гипотермия, ваготомия.

Биосинтезинсулина происходит в соответствии с информацией, закодированной в гене 11хромосмы.

Частьпоступившего в сосудистое русло инсулинаостается в свободном виде, другая частьобразует комплексы с белками крови.Молекулы инсулина осуществляют своедействие на внутриклеточные биохимическиепроцессы посредством рецепторов.

К абсолютнозависимым от инсулина тканямотносятся миокард, скелетные мышцы,жировая ткань, печень и островковыйаппарат поджелудочной железы.

Кчислу инсулиннезависимых– почки, головной мозг, нейролеммоциты,эпителий хрусталика, артерии и сетчатаяоболочка глаза. В инсулиннезависимыеткани Гл поступает путем пассивногопереноса или облегченной диффузии.

Инсулин является универсальным анаболическимгормоном, оказывающим влияние на всевиды обмена веществ. Инсулин влияет напроникновение Гл, аминокислот иэлектролитов в клетки. В самих клетках- усиливает фосфорилирование Гл, превращаяее в Гл-6-фросфат, и участвует в дальнейшихпревращениях Гл, идущих разными путями.

Стимулируягликолиз, инсулин угнетает синтезферментов глюконеогенеза.Инсулинусиливает гликогенез за счет активациигликогенсинтетазы и тормозит гликогенолиз.Вмышечной ткани он активирует синтезбелка и тормозит его расщепление. Инсулинстимулирует синтез жирных кислот впечени и жировой ткани (липогенез) итормозит липолиз.

Суточнаяпотребность в инсулине – 40 ед., а его содержание в поджелудочной железездорового человека составляет 150-250 ед.Основное количество инсулина инактивируется в печени и почках под влиянием инсулиназы.

Контринсулярныегормоны -это гормоны, повышающие уровень сахарав крови.

Глюкагон.Синтезируется в α-клетках поджелудочнойжелезы. Механизм действия глюкагона связан с усилением гликогенолиза впечени, в результате чего повышается концентрация глюкозы в крови.

Глюкокортикоидыстимулируют глюконеогенез.

СТГи пролактиноказывают прямое стимулирующее влияние на островки Лангерганса. Большие ихдозы и продолжительное время воздействиеистощают β-клетки, приводя к развитиюгипергликемии.

Гормоныщитовидной железы усиливают гликогенолиз и повышают всасывание глюкозы вкишечнике.

Адреналини норадреналинстимулируют гликогенолиз в печени имышцах, глюконеогенез, липолиз ипротеолиз. Они ингибируют гексокиназу в печени, а, следовательно, утилизациюглюкозы.

Такимобразом, инсулин и контринсулярные гормоны играют важную роль в регуляцииуглеводного обмена, который очень тесносвязан с другими видами обменныхпроцессов.

  1. Сахарный диабет. Типы. Этиология, патогенез и клинические признаки инсулинзависимого и инсулиннезависимого сахарного диабета.

Сахарныйдиабет –это эндокринно-обменное заболевание,характеризующееся хроническойгипергликемией, нарушением всех видовобмена веществ, которое обусловленоабсолютной или относительной инсулиновойнедостаточностью.

Различают дваосновных типа диабета: сахарный диабет1 типа или инсулинозависимый /ИЗСД/,вызванный нарушением секреции инсулинаиз β-клеток и сахарный диабет 2 типа -инсулиннезависимый /ИНСД/, при котором уровень инсулина в норме или наблюдается незначительное его снижение, но имеетсятканевая резистентность к инсулину.

Сахарныйдиабет 1 типачаще развивается у лиц детского июношеского возраста, начало острое,имеется склонность к кетоацидозу игипогликемии, лабильному течению.Больные не могут обходиться без введения инсулина. В патогенезе этой формыдиабета основную роль играют иммунныемеханизмы. У 85-90% больных обнаруживаютсяантитела к β-клеткам.

Длядиабета 2 типа характерно постепенное начало. У больныхнет склонности к кетозу, как правило,им страдают люди старше 40 лет, причему пациентов часто наблюдается ожирение.

В этиологиисахарного диабета играют роль внутренние(генетические, иммунные) и внешниефакторы, сочетание и взаимодействиекоторых приводит к развитию болезни.

Сахарныйдиабет часто развивается как наследственное заболевание в результате генетическиобусловленной слабости функции β-клеток.Диабет может передаваться и подоминантному, и по рецессивному пути.

При ИЗСД наследуется либо предрасположенностьк аутоиммунному поражению инсулярногоаппарата поджелудочной железы, либоповышенная чувствительность β-клетокк вирусным антигенам, либо ослабленныйпротивовирусный иммунитет.

Генетическиобусловлено может быть нарушение синтезаДНК и РНК в β–клетках и, как следствие,образование молекул проинсулина иинсулина с нарушенной активностью:

  1. Снижение чувствительности β-клеток к стимуляторам синтеза инсулина;

  2. Необычайно прочная связь инсулина с гранулами β-клеток;

  3. Образование антагонистов инсулина.

Установленатакже генетически обусловленнаяинсулинорезистентность периферическихтканей (отсутствие рецепторов).

Причинойсахарного диабета могут быть обширныеповреждения поджелудочной железы,образование камней, кальцификацияжелезы, ее кисты, склероз сосудов.

Предрасполагающимифакторами развития диабета у взрослыхявляются диета, богатая углеводами инизкая физическая активность. Длительныйприем избыточного количества пищивызывает гипертрофию β-клеток. Онивырабатывают большое количествоинсулина, поступающего в кровь.

Гиперинсулинемия способствует ожирению, облегчая синтез ТГ в жировой ткани иее увеличение, а так же развитиюинсулинорезистентности тканей.

Необходимоотметить, что сахарный диабет припереедании развивается лишь у генетическипредрасположенных лиц или у людей, укоторых инкреторный аппарат поджелудочнойжелезы был существенно поврежденпатогенными воздействиями.

Причиной ИНСД могут быть и заболевания печени.При патологических изменениях в печенивсе эффекты инсулина ослабляются, иусиливается действие гормонов сконтринсулярными свойствами.

Такимобразом, сахарный диабет могут вызватьразные факторы. Наиболее часто причинаоказывает действие в генетическиослабленной железе.

Наиболеетипичными жалобамидля больных диабетом являются жажда исухость во рту, полиурия, слабость иутомляемость, потеря трудоспособности,зуд кожных покровов.

  1. Характеристика нарушений обмена веществ при сахарном диабете.

Кардинальнымпризнаком диабета является гипергликемия,определяющаяся нарушением утилизацииглюкозы периферическими тканями,усилением ее образования в печени(глюконеогенез), а так же повышеннымгликогенолизом.

Первымпроявлением инсулярной недостаточностиявляется пониженная толерантность кглюкозе. Это выражается в продолжительномповышении уровня Гл в крови при приемеее внутрь натощак в дозе 1,0 г/кг.

В нормеуровень глюкозы в крови при этом тесте спустя 30-60 мин не превышает 7,6 ммоль/ли возвращается к исходной величинечерез 2 часа.

При сахарном диабетегипергликемия выше 11,3 ммоль/л наблюдаетсячерез 2 часа после приема Гл и криваяуровня Гл в крови остается повышеннойи через 3 часа.

Сахаркрови, как известно, полностьюреабсорбируется в почечных канальцах.Однако способность канальцевого эпителияк обратному всасыванию имеет количественныйпредел: так называемый «почечный порог» для Гл составляет у большинства людей8,9-10 ммоль/л.

Как только гликемия превысит указанный предел появляется глюкоззурия.Каждый грамм выделяющегося с мочой сахара увлекает за собой 25-40 мл воды.

Возникающая таким образом полиурияведет к обезвоживанию организма, сгущениюкрови и, как следствие, к полидипсии.

Вжировой ткани недостаток инсулинаприводит к уменьшению синтеза и повышениюраспада ТГ. В плазме крови повышаетсяуровень свободных жирных кислот.

Развившаясянедостаточность инсулина приводит ксдвигу белкового обмена в сторону преобладания катаболических процессов.Повышенный распад белков приводит кувеличению пула свободных аминокислот,часть которых поступает в печень ипревращается в Гл путем глюконеогенеза.Гиперазотемия при сахарном диабетеявляются следствием накопления в кровибольшого количества азотистых продуктовраспада белка.

Вследствиенарушения белкового обмена сниженапродукция защитных белков, что объясняетплохое заживление ран у больных диабетоми склонность к инфекциям (пиодермии,фурункулы и др.). Кроме этого, гиперпродукция богатых углеводами метаболитов ведетк нарушениям структуры мембран, чтооблегчает проникновение микроорганизмовв клетки.

Повышение образования кетоновых тел у больныхсахарным диабетом связано с увеличениемсодержания в печени ацетил-коА, вследствиеусиленного поступления и расщепленияжирных кислот. В нормальных условиях в крови содержится 0,08-0,45 ммоль/л кетоновыхтел.

К ним относятся ацетоуксусная,β-оксимасляная кислоты и ацетон, которые(за исключением ацетона) у здоровогочеловека используются как источникэнергии работающими мышцами. Недостатокинсулина снижает способность мышечнойткани утилизировать кетоновые тела.

Синтез кетоновых тел при сахарномдиабете происходит так же из «кетогенных»аминокислот (изолейцина, лейцина,валина), которые накапливаются врезультате усиленного катаболизмабелка.

Ацетоуксуснаяи β-оксимасляная кислоты наряду с МК иПК, концентрация которых так жеувеличивается вследствие преобладания процессов анаэробного гликолиза, обуславливают АЦИДОЗ.(В крови здоровыхлюдей натощак и в полном покое содержится0,6 – 1,7 ммоль/л МК)

Повышениеуровня холестерина (ХС) при сахарномдиабете обусловлено тем, что образующиесяв больших количествах ацетоуксуснаякислота и ацетил-коа являются субстратамидля его образования вследствие нарушенияресинтеза их в высшие жирные кислоты иокисления в цикле Кребса. (В нормеуровень ХС в плазме крови составляет3,9 – 6,5 ммоль/л).

Несмотряна избыток источников энергии(гипергликемия, гиперлипемия,гипераминоацидемия), инсулинозависимыеткани (прежде всего мышечная и жировая)из-за отсутствия инсулина не в состоянииих утилизировать, в результате чегоразвивается энергетическое голоданиеклеток («голод среди изобилия»).

Придефиците инсулина ослабляется извлечениеиз крови ГЛ не только периферическимитканями, но и центрами насыщения. А этовозбуждает пищевые центры, повышаетаппетит, вызывает гиперфагию.

БольныеИЗСД худеют вследствие обезвоживанияорганизма, усиленной мобилизации жирови превращения белков в углеводы,значительная часть которых выделяетсяс мочой.

  1. Осложнения сахарного диабета. Комы, виды, патогенез. Сосудистые нарушения. Макро – и микроангиопатии. Патогенез.

Источник: https://studfile.net/preview/5363445/page:46/

Переваривание и всасывание углеводов

Нарушения гидролиза и всасывания углеводов: Углеводы, поступающие с пищей в виде полисахаридов, подвергаются

Расщепление крахмала (и гликогена) начинается в полости рта под действием амилазы слюны.

Известны три вида амилаз, которые различаются главным образом по конечным продуктам их ферментативного действия: α-амилаза, β-амилаза и γ-амилаза. α-Амилаза расщепляет в полисахаридах внутренние α-1,4-свя-зи, поэтому ее иногда называют эндоамилазой.

Молекула α-амилазы содержит в своих активных центрах ионы Са2+, необходимые для ферментативной активности.

Кроме того, характерной особенностью α-ами-лазы животного происхождения является способность активироваться одновалентными анионами, прежде всего ионами хлора.

Под действием β-амилазы от крахмала отщепляется дисахарид мальтоза, т.е. β-амилаза является экзоамилазой. Она обнаружена у высших растений, где выполняет важную роль в мобилизации резервного (запасного) крахмала.

γ-Амилаза отщепляет один за другим глюкозные остатки от конца полигликозидной цепочки. Различают кислые и нейтральные γ-амилазы в зависимости от того, в какой области рН они проявляют максимальную активность.

В органах и тканях человека и млекопитающих кислая γ-ами-лаза локализована в лизосомах, а нейтральная – в микросомах и гиало-плазме. Амилаза слюны является α-амилазой.

Под влиянием этого фермента происходят первые фазы распада крахмала (или гликогена) с образованием декстринов (в небольшом количестве образуется и мальтоза). Затем пища, смешанная со слюной, попадает в желудок.

Желудочный сок не содержит ферментов, расщепляющих сложные углеводы. В желудке действие α-амилазы слюны прекращается, так как желудочное содержимое имеет резко кислую реакцию (рН 1,5–2,5).

Однако в более глубоких слоях пищевого комка, куда не сразу проникает желудочный сок, действие амилазы некоторое время продолжается и происходит расщепление полисахаридов с образованием декстринов и мальтозы. Наиболее важная фаза распада крахмала (и гликогена) протекает в двенадцатиперстной кишке под действием α-амилазы поджелудочного сока.

Здесь рН возрастает приблизительно до нейтральных значений, при этих условиях α-амилаза панкреатического сока обладает почти максимальной активностью. Этот фермент завершает превращение крахмала и гликогена в мальтозу, начатое амилазой слюны.

Напомним, что в молекулах амило-пектина и гликогена в точках ветвления существуют также α(1–>6)-глико-зидные связи. Эти связи в кишечнике гидролизуются особыми ферментами: амило-1,6-глюкозидазой и олиго-1,6-глюкозидазой (терминальная декстри-наза).

Таким образом, расщепление крахмала и гликогена до мальтозы происходит в кишечнике под действием трех ферментов: панкреатической α-ами-лазы, амило-1,6-глюкозидазы и олиго-1,6-глюкозидазы.

Образующаяся мальтоза оказывается только временным продуктом, так как она быстро гидролизуется под влиянием фермента мальтазы (α-глюкозидазы) на 2 молекулы глюкозы. Кишечный сок содержит также активную сахаразу, под влиянием которой из сахарозы образуются глюкоза и фруктоза.

Лактоза, которая содержится только в молоке, под действием лактазы кишечного сока расщепляется на глюкозу и галактозу. В конце концов углеводы пищи распадаются на составляющие их моносахариды (преимущественно глюкоза, фруктоза и галактоза), которые всасываются кишечной стенкой и затем попадают в кровь.

Следует заметить, что активность свободных дисахаридаз в просвете кишечника невелика. Большая часть их ассоциирована с небольшими «выпуклостями» на щеточной каемке эпителиальных клеток кишечника.

Напомним, что на внутренней поверхности тонкой кишки располагаются ворсинки. В тощей кишке человека на 1 мм2 поверхности приходится 22–40, в подвздошной – 18–30 ворсинок. Снаружи ворсинки покрыты кишечным эпителием, клетки которого имеют множественные выросты – микроворсинки (до 4000 на каждой клетке). На 1 мм2 поверхности тонкой кишки у человека 80–140 млн микроворсинок.

При соответствующей обработке препаратов над микроворсинками обнаруживается волокнистая сеть, представляющая собой гликопротеиновый комплекс – гликокаликс. В поверхностных слоях гликокаликса задерживаются крупные молекулы и бактерии.

Полисахариды не проникают через гликокаликс и, оставшись нерасщепленными при полостном пищеварении, гидролизуются на поверхности энтероцитов. Мальтоза, сахароза и лактоза могут гидролизоваться в гликокаликсе.

Такое переваривание получило название пристеночного, или внеклеточного, пищеварения.

Маловероятным представляется всасывание значительных количеств дисахаридов, так как из экспериментов с парентеральным их введением известно, что большая часть дисахаридов, поступивших в кровяное русло, выделяется с мочой неизмененной; это является тем единственным и притом нефизиологическим случаем, когда дисахариды появляются в моче.

Скорость всасывания отдельных моносахаридов различна. Глюкоза и галактоза всасываются быстрее, чем другие моносахариды. Принято считать, что всасывание маннозы, ксилозы и арабинозы осуществляется преимущественно путем диффузии, всасывание же большинства других моносахаридов происходит за счет активного транспорта.

Щеточная каемка энтероцитов содержит системы переносчиков. Установлено существование переносчика, способного связывать различными своими участками глюкозу и Na+и переносить их через плазматическую мембрану кишечной клетки. Считают, что глюкоза и Na+высвобождаются затем в цитозоль, позволяя переносчику захватить новую порцию «груза».

Na+транспортируется по градиенту концентрации, стимулируя переносчик к транспорту глюкозы против указанного градиента. Свободная энергия, необходимая для этого активного транспорта, образуется благодаря гидролизу АТФ связанному с натриевым насосом, который «откачивает» из клетки Na+в обмен на К+.

Динамика происходящих при этом процессов пока остается недостаточно ясной и в настоящее время обстоятельно изучается.

Судьба всосавшихся моносахаридов. Более 90% всосавшихся моносахаридов (главным образом глюкоза) через капилляры кишечных ворсинок попадает в кровеносную систему и с током крови через воротную вену доставляется прежде всего в печень.

Остальное количество моносахаридов поступает по лимфатическим путям в венозную систему.

В печени значительная часть всосавшейся глюкозы превращается в гликоген, который откладывается в печеночных клетках в форме своеобразных, видимых под микроскопом блестящих гранул.

Предыдущая страница | Следующая страница

СОДЕРЖАНИЕ

Источник: http://www.xumuk.ru/biologhim/141.html

Нарушения метаболизма углеводов

Нарушения гидролиза и всасывания углеводов: Углеводы, поступающие с пищей в виде полисахаридов, подвергаются

Обмен углеводов включает в себя несколько этапов:

1) Расщепление полисахаридов, поступающих

I ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ 271

в организм с пищей, в двенадцатиперстной киш­ке и верхнем отделе тонкого кишечника до мо­носахаридов и всасывание их в кровь.

2) Депонирование углеводов.

3) Промежуточный обмен углеводов:

– аэробное и анаэробное расщепление глюко­зы;

– взаимопревращение гексоз;

– процесс глюконеогенеза (синтез глюкозы из неуглеводных предшественников).

4) Выделение глюкозы через клубочковый ап­ парат почек с первичной (провизорной) мочой и

ее полная реабсорбция в почечных канальцах.

11.4.1. Нарушения переваривания и всасывания углеводов

Всасывание углеводов происходит главным образом в двенадцатиперстной и тощей кишке с участием микроворсинок кишечного эпителия только в виде моносахаридов. Гидролиз глико­гена и крахмала пищи начинается в ротовой полости под влинием а-амилазы слюны. Моно­сахариды способны всасываться уже в ротовой полости. В желудке нет ферментов, осуществля­ющих гидролиз углеводов.

В полости тонкой кишки под влиянием а-амилазы сока поджелу­дочной железы они гидролизуются до декстри­нов и мальтозы (полостное переваривание).На поверхности микроворсинок энтероцитов лока­лизованы ферменты: сахараза, мальтаза, лакта-за, изомальтаза и другие, расщепляющие декст­рины и дисахараиды до моносахаридов (присте­ночное пищеварение).

Всасывание моносахаридов в тонком кишеч­нике – процесс активного транспорта упомяну­тых молекул через мембрану клеток эпителия, требующий затрат энергии. Движущей силой транспорта глюкозы в эпителиальную клетку служит АТФ-зависимый натриевый насос, а сам транспорт осуществляется при помощи специ­фического переносчика, физически не зависяще­го от натриевого насоса.

Это пример вторичного активного транспорта,при котором для пере­носа одного соединения (глюкозы) используется энергия электрохимического градиента, создава­емого для другого вещества (ионов натрия). Рас­смотренный механизм транспорта глюкозы фун­кционирует также в клетках эпителия почечных канальцев.

Поступление же глюкозы в эритро­циты осуществляется по иному механизму.

Процесс всасывания индивидуальных моно-

сахаридов происходит с различными скоростя­ми. Наиболее высокая скорость процесса харак­терна для глюкозы. По-видимому, это обуслов­лено различием механизмов транспорта конкрет­ного моносахарида через слизистую тонкого ки­шечника.

Нарушение расщепления углеводов.К чис­лу наиболее типичных дефектов можно отнести недостаточность ферментов-дисахаридаз: саха-разы и изомальтазы,проявляющихся всегда сочетанно.

В результате этого дисахариды саха­роза и изомальтоза не расщепляются и не усва­иваются организмом. Накапливающиеся при этом в просвете кишечника дисахариды осмоти­чески связывают значительное количество воды, что становится причиной поноса (диарея).

В этих условиях возможно также поглощение клетка­ми эпителия некоторого количества дисахари-дов. Однако они остаются метаболически неак­тивными и в неизмененном виде довольно быст­ро выводятся с мочой.

При дефектах активнос­ти дисахаридаз нагрузка дисахаридами не вы­зывает гипергликемии в интервале 30-90 мин, как это имеет место у здоровых людей.

Моносахариды (галактоза, глюкоза, фрукто­за и пентоза), поступающие с пищей, либо осво­бождаемые при гидролизе поли- и дисахаридов, всасываются микроворсинками эпителиальных клеток тонкого кишечника.

Причинами нарушения процесса всасыва­ния углеводовявляются:

1) Воспаление слизистой тонкого кишечни­ка.

2) Действие токсинов, блокирующих процесс фосфорилирования и дефосфорилирования (фло-ридзин, монойодацетат).

3) Недостаток ионов Na' , например, при ги­пофункции коры надпочечников.

4) Нарушение кровоснабжения кишечной
стенки.

Кроме того, у новорожденных детей и мла­денцев недостаточно активны как пищеваритель­ные ферменты, так и энзиматические системы фосфорилирования и дефосфорилирования угле­водов, вследствие чего их всасывание замедле­но.

Синдром непереносимости лактозы без де­фицита фермента лактазы.Синдром проявля­ется злокачественно в первые дни после рожде­ния в виде тяжелой диареи, рвоты, ацидоза, лак-тозурии, часто и протеинурии. Выявляются так-

Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

же атрофия надпочечников и печени, дегенера­ция почечных канальцев.

Врожденная недостаточность лактазы. Фер­мент гидролизует дисахарид лактозу до глюко­зы и галактозы. Новорожденные дети обычно получают 50-60 г лактозы (с молоком) в день. Наиболее характерное проявление недостаточно­сти лактазы – диарея после приема молока.

Не-гидролизованная лактоза поступает в нижние отделы тонкого кишечника, где сбраживается кишечной микрофлорой с образованием газов (что вызывает метеоризм) и кислот. Их осмоти­ческое действие привлекает в полость кишечни­ка большое количество воды, что вызывает диа­рею.

При этом кал имеет кислое значение рН и содержит лактозу, иногда наблюдают лактозу-рию. Со временем у ребенка развивается гипот­рофия.

Этот синдром следует отличать от приоб­ретенного дефицита лактазы (при энтеритах, воспалительных заболеваниях толстого кишеч­ника, спру), а также от недостаточности кишеч­ной лактазы, встречающейся у взрослых людей.

11.4.2. Нарушения синтеза и распада гликогена

В клетки тканей организма глюкоза может поступать как экзогенная из пищи, так и обра­зованная эндогенно из депонированного глико­гена (в результате гликогенолиза) или из дру­гих субстратов, таких как лактат, глицерол, аминокислоты (в результате глюконеогенеза).

Всосавшаяся в тонкой кишке глюкоза поступа­ет через воротную вену в печень и попадает в гепатоциты. За перенос глюкозы в клетки отве­чают транспортные белки – GluT, которые спо­собны переносить глюкозу через мембрану про­тив градиента концентрации и усиливать пас­сивный транспорт.

В клетках глюкоза фосфори-лируется в гексокиназной реакции, превраща­ясь в глюкозо-6-фосфат (Г-6-Ф), Г-6-Ф является субстратом нескольких путей метаболизма: с этой молекулы начинается синтез гликогена, пенто-зофосфатный цикл, гликолитический распад до лактата или аэробное полное расщепление до СО, и Н20.

В клетках, способных к глюконеогенезу (клетки печени, почек, кишечника), Г-6-Ф мо­жет дефосфорилироваться и в виде свободной глюкозы поступать в кровь и переноситься в другие органы и ткани.

Особенно важна глюкоза для клеток мозга.

Предыдущая12345678910111213141516Следующая

Дата добавления: 2015-03-19; просмотров: 712; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/2-111930.html

Medic-studio
Добавить комментарий