Взаимосвязь обменов в организме. Патохимия сахарного диабета
Курсовой проект - Биология
Другие курсовые по предмету Биология
хема 1). Оба продукта ОА и ацетиКоА, конденсируясь, запускают цикл трикарбоновых кислот (ЦТК). При СД фосфорилирование пируваткарбоксилазы, вызванное избыточной секрецией контринсулярных гормонов, обусловливает угнетение использования ПВК в синтезе ОА. Гликозилированный гемоглобин (Hb) (см. ниже) - приводит к развитию гипоксии, что провоцирует подавление аэробных процессов (ЦТК, окислительного декарбоксилирования ПВК). Указанные моменты сопровождаются накоплением восстановленного НАД+, который используется в лактатдегидрогеназной реакции с получением молочной кислоты.
Гликозилирование биополимеров (полисахаридов, полипептидов). При хронической гипергликемии изменяется соотношение глюкозы клетки и глюкозы крови в пользу последней, поэтому данный моносахарид преодолевает мембрану клетки-мишени путем облегченной диффузии. Но для того, чтобы он мог быть использован для нужд клетки, его необходимо фосфорилировать. Активность мембранной гексокиназы из-за недостаточности инсулина угнетена, а активность цитоплазматического варианта этого фермента невелика, что не позволяет всей глюкозе использоваться обычным путем. Она начинает преобразовываться инсулин-независимыми способами. Часть ее в начале восстанавливается в сорбит, который потом может окислиться во фруктозу. Появление и накопление этих веществ (глюкозы, сорбита, фруктозы) в необычных количествах грозит патологическим ростом осмотического давления. Но главная опасность в способности глюкозы реагировать с ОН-, NH2-группами белков, полисахаридов даже в отсутствии ферментов (реакция называется гликозилированием), что приводит к нарушению конфигурации их молекул, к изменению свойств.
В эритроцитах здорового человека может находиться до 6% гликозилированного Hb (HbAic), у больных СД его количество увеличено. Он обладает повышенным сродством к кислороду и обусловливает развитие гипоксии в различных тканях.
Гликозилирование альбуминов и глобулинов характеризуется повреждением их транспортной функции (перенос Fe, Cu, билирубина). Подобная модификация коллагена нарушает функции всех видов соединительных тканей (мелких и крупных сосудов - ангиопатии, сосудистых клубочков почек - нефропатии, хрящевой ткани - парадонтоз, артриты и артрозы). Гликозилирование ЛПНП снижает их сродство к рецепторам фибробластов, отвечающих за их катаболизм. Накопление ЛПНП грозит не только развитием атеросклероза. Их мицеллы, агрегируя на эритроциты, увеличивают толщину их плазмолемм, уменьшают тем самым скорость диффузии кислорода, способствуют гипоксии. Гликозилирование кристаллина и глюкозаминогликанов хрусталика повреждает его прозрачность (провоцирование катаракты). Подобная реакция с белками миелиновой оболочки нарушает функционирование нервных волокон (нейропатии). При взаимодействии фибрина с глюкозой замедляется скорость его деградации. Даже сам инсулин тоже гликозилируется, естественно, также меняются его свойства.
Увеличение уровня высших жирных кислот (ВЖК) в крови. Этот симптом обусловлен дефицитом инсулина, поэтому нарушается транспорт ВЖК в клетки-мишени. Мало того, параллельная гиперсекреция контринсулярных гормонов, обладающих липолитическим действием (адреналин, тироидные гормоны, СТГ) (схема 2) - увеличивает в крови концентрацию свободных жирных кислот.
Изменение массы тела. Если дефицит инсулина носит первичный характер, следовательно заторможен синтез липидов, угнетена диффузия ВЖК в липоциты, угнетенно окислительное декарбоксилирование ПВК и ПФП (поставщики ацетил-КоА и восстановленного НАДФ+ соответственно) - основные участники биосинтеза ВЖК. Если при этом регистрируется гиперсекреция контринсулярных гормонов, то еще усиливается и липолиз. Такой вариант диабета встречается чаще у детей и юношества (диабет худых). ИНСД развивается обычно в зрелом возрасте, его провоцирует переедание, панкреатит, усиленная выработка контринсулярных гормонов, стрессы - результатом чего служит гипергликемия, индуцирующая повышенную секрецию инсулина, который обеспечивает преобразование избыточной глюкозы в нейтральный жир (ожирение). Однако такая работа поджелудочной железы в форсированном режиме быстро истощает ее, что и заканчивается развитием СД, но на фоне ожирения.
Гиперкетонемия. В крови здорового человека регистрируется ацетоуксусная и ?-оксимасляная кислоты - продукты альдольной конденсации ацетил-КоА. При СД скорость этой реакции возрастает, т.к. нарушено взаимодействие ацетил-КоА с ОА для своевременного запуска ЦТК. Это обусловлено нарушением стехиометрии ацетил-КоА и ОА, т.к. угнетено преобразование ПВК в ОА (схема 1) из-за подавления активности пируваткарбоксилазы (см. выше - гиперсекрецию контринсулярных гормонов). Мало того, в развитии гиперкетонемии свой вклад вносит усиление использования с энергетической целью аминокислот (т.к. снижена скорость гликолиза и сопряженных с ним аэробных процессов катаболизма), а метаболитами распада кетогенных аминокислот (валина, лейцина, изолейцина, фенилаланина, тирозина) являются кетоновые тела. Чтобы предотвратить высокую гиперкетонемию, организм используя особенности строения и свойств ацетоацетата, декарбоксилирует последний. Образовавшиеся при этом СО2 и ацетон легко выделяются через легкие.
Гиперхолестеринемия. Обычно у больных СД уровень холестерина в крови превышает 6 ммоль/л. Это объясняется тем, что образовавшийся в печени цитрат из ацетил-КоА и ОА по большей своей части не способен распадаться в ЦТК из-за гипоксии.