Взаимосвязь обменов в организме. Патохимия сахарного диабета
Курсовой проект - Биология
Другие курсовые по предмету Биология
?генеза. Если же карбоксилируется малонил КоА, то начинается синтез активных форм ВЖК. Присоединение СО2 к аминогруппе глутамина заканчивается карбамоилфосфатом, который используется в генезе пиримидиновых нуклеотидов, аргинина. Последняя аминокислота имеет особое значение как один из субстратов в получении креатина, в окончательном обезвреживании аммиака (цикл Кребса I - мочевинообразования). В последние годы установлено, что аргинин гидролизуется с высвобождением NO-радикала, выполняющего роль second messengerа.
Все перечисленные моменты свидетельствуют о тесных взаимосвязях обменов соединений различных классов.
ПАТОХИМИЯ САХАРНОГО ДИАБЕТА
Среди эндокринной патологии сахарный диабет (СД) занимает одно из первых мест. В настоящее время число больных СД превышает 100 млн., в России страдает более 8 млн. По определению экспертов ВОЗ, это состояние хронической гипергликемии, обусловленной длительным воздействием экзогенных или генетических факторов, или их комплексом.
Выделяют две формы СД:
Инсулинзависимый сахарный диабет (ИЗСД) - встречается чаще у детей и у лиц молодого возраста, в основе лежит абсолютный дефицит инсулина, обусловленный, в первую очередь, генетической предрасположенностью;
Инсулиннезависимый сахарный диабет (ИНСД) - (диабет пожилых) провоцируется обычно относительным недостатком инсулина.
Установлен полигенный характер наследования, следствием чего могут быть:
синтез биологически неактивного инсулина из-за нарушения аминокислотной последовательности;
замедление конверсии препроинсулина в активный гормон;
снижение количества рецепторов к инсулину;
уменьшение их сродства (аффинности) к гормону;
аутоиммунные процессы (выработка аутоантител к инсулину или рецепторам).
Среди факторов, провоцирующих развитие СД, следует выделять:
диетические погрешности - нарушение баланса между количеством поступающих с пищей энергоисточников и количеством выделенной и использованной энергии в пользу первых, что сопровождается ожирением;
деструкция поджелудочной железы (травма, панкреатит, гемохроматоз);
стрессовые ситуации;
хроническая гиперсекреция контринсулярных гормонов (АКТГ, СТГ, глюкокортикостероиды, катехоламины, тироидные гормоны);
действие вирусов, запускающих аутоиммунные реакции и др.
Полисимптомная клиника СД объясняется многоликими нарушениями в метаболизме, возникающими вследствие абсолютного или относительного дефицита инсулина. Основными органами-мишенями этого гормона являются печень, жировая и мышечная ткани. После взаимодействия его с рецептором образовавшийся комплекс внедряется в клетку путем пиноцитоза. Основным механизмом действия инсулина является его способность стимулировать активный транспорт глюкозы, ВЖК, аминокислот, нуклеотидов, фосфатов, К+ через плазмолемму, что обеспечивает их использование в клетке (схема 1, табл. 1.). Длительный дефект действия данного биологически активного вещества приводит к повреждению этого механизма. Чтобы восстановить в клетке энергоисточники, в первую очередь, глюкозу, увеличивается выброс контринсулярных гормонов, усиливающих или гликогенолиз, или глюконеогенез (схема 2, табл. 2.) - оба процесса стремятся нормализовать гомеостаз вышеуказанного углевода. Но часть из них воздействует через цАМФ, фосфорилируя ферменты, или активирует (фосфорилазу гликогена), или ингибируют тем самым (пируват-, ацетилкарбоксилазу) их.
Таблица 1 Эффекты инсулина в органах-мишенях
Эффект ПеченьЖировая ткань Мышечная тканьАнтиката-болическийТорможение гликогенолиза, кетогенезаИнгибирование липолизаТорможение протеолиза, Выхода аминокислотАнаболическийСтимулирование Синтеза гликогена, биосинтеза ВЖК, белковАктивирование синтеза глицерина, биосинтеза ВЖКСтимулирование поступления аминокислот в клетку, биосинтеза белков, синтеза гликогена,
Таблица 2 Действие гормонов на процессы метаболизма
Биохимические процессыИнсулинГлюкагон СТГ ГКСАдреналинОбмен углеводов в печени:Гликолиз+-Гликогеногенез+-Гликогенолиз-++Глюконеогенез-++Обмен углеводов в мышцах:Захват глюкозы++ или --Гликогеногенез+-Гликогенолиз-+Обмен белков в мышцах:Анаболизм++Катаболизм-+++Обмен липидов в мышцах:Анаболизм++Катаболизм-+++
Схема 1. Пути использования глюкозы гепатоцитом
Схема 2. Синтез глюкозы из неуглеводных компонентов (глюконеогенез)
Биохимические признаки СД
Гипергликемия. В норме содержание глюкозы в крови довольно стабильно (натощак в пределах 3,5 - 5,5 ммоль/л). Источником эндогенной глюкозы служат гликогенолиз и глюконеогенез, происходящие в печени, откуда глюкоза, предварительно лишившись с помощью глюкозо-6-фосфатазы кислотного остатка, способна преодолеть мембрану и попасть в общий кровоток. Дефицит инсулина вызывает угнетение активности гексокиназы, ферментов гликолиза, гликогеногенеза, пентозофосфатного пути (ПФП), сопровождается усилением секреции контринсулярных гормонов, стимулирующих глюконеогенез, гликогенолиз - в целом все перечисленное провоцирует гипергликемию (схема 1).
Гиперлактацидемия. В норме величины молочной кислоты в крови не превышают 2,2 ммоль/л. Она образуется в клетках только из ПВК, источниками последней служат гликогенолиз и последующий гликолиз. Обычно последний процесс происходит в аэробных условиях и заканчивается образованием ПВК, которая или вступает в окислительное декарбоксилирование, или преобразуется в оксалоацетат (ОА) (с