Нарушения углеводного обмена

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОУ ВПО Санкт-Петербургская государственная

химико-фармацевтическая академия

Кафедра биохимии

Реферат

Нарушения углеводного обмена

Выполнила: Боярская Н.А.

Оглавление

Введение

1. Классификация нарушений углеводного обмена

2. Гипогликемия

3. Гликогеноз

Используемые источники

Введение

Серии химических реакций обмена веществ называют метаболическими путями, в них при участии ферментов одни биологически значимые молекулы последовательно превращаются в другие. Основные метаболические пути и их компоненты одинаковы для многих видов, что свидетельствует о единстве происхождения всех живых существ. Например, некоторые карбоновые кислоты, являющиеся интермедиатами цикла трикарбоновых кислот, присутствуют во всех организмах, начиная от бактерий и заканчивая многоклеточными представителями фауны. Сходства в обмене веществ, вероятно, связаны с высокой эффективностью метаболических путей, а также с их ранним появлением в истории эволюции.

Метаболизм углеводов в организме человека состоит из следующих процессов:

1. Расщепление в пищеварительном тракте поступающих с пищей поли- и дисахаридов до моносахаридов, всасывание моносахаридов в кровь;

2. Синтез и распад гликогена в тканях (гликогенез и гликогенолиз), прежде всего в печени;

3. Гликолиз. Первоначально под этим термином обозначали только анаэробное брожение, которое завершается образованием молочной кислоты (лактата) или этанола и углекислого газа. В настоящее время понятие "гликолиз" используется более широко для описания распада глюкозы, проходящего через образование глюкозо-6-фосфата, фруктозодифосфата и пирувата как в отсутствии, так и в присутствии кислорода. В последнем случае употребляется термин "аэробный гликолиз", в отличие от "анаэробного гликолиза", завершающегося образованием молочной кислоты или лактата;

4. Аэробный путь прямого окисления глюкозы или, как его называют, пентозофосфатный путь;

5. Взаимопревращение гексоз;

6. Аэробный метаболизм пирувата;

7. Глюконеогенез - образование углеводов из неуглеводных продуктов (пирувата, лактата, глицерина, аминокислот, липидов, белков и т.д.).

В данной работе будут рассмотрены нарушения углеводного обмена, которые могут быть следствием неправильной регуляции, недостатка субстрата (избытка продукта реакции), недостаточной адаптацией организма и многими другими факторами.

1. Классификация нарушений углеводного обмена

Расщепление

Нарушения расщепления молекул полисахаридов могут стать следствием нехватки ферментов. Например, слюнные железы секретируют в полость рта альфа-амилазу (птиалин), которая расщепляет высокомолекулярный крахмал до более коротких фрагментов и до отдельных растворимых сахаров (декстрины, мальтоза, мальтриоза). В тонком кишечнике работают такие ферменты как сахараза, мальтаза, изомальтаза, лактаза.

Переваривание

Микрофлора кишечника (кишечная палочка и лактобактерии) "переваривает" лактозу или способствует ее превращению в молочную кислоту. Соответственно, при дисбиозе переработка лактозы затруднена.

Всасывание

Полисахариды и дисахариды практически не всасываются. Всасывание моносахаридов галактозы и глюкозы происходит в два этапа с помощью активного транспорта. Прежде всего, сахаридазы, расположенные в щеточной каемке энтероцитов, расщепляют олигосахариды до моносахаридов, которые переносятся в клетку с участием системы натрий зависимого транспорта. При этом моносахариды в присутствии ионов натрия связываются с переносчиком. Присоединив натрий и глюкозу, этот переносчик диффундирует по электрохимическому градиенту для ионов натрия к внутренней стороне мембраны. Затем он высвобождает ион натрия и глюкозу в цитоплазму и диффундирует обратно к наружной поверхности энтероцита. Сравнительно низкое содержание натрия в клетке поддерживается благодаря действию энергозависимого натриевого насоса, работа которого косвенно способствует постоянной диффузии переносчика, связанного с натрием, к внутренней стороне мембраны.

Отсутствие или снижение количества сахаридазы на данном этапе (а также дефект переносчиков) может стать причиной недостаточного всасывания углеводов.

Проба с ксилозой - самая распространенная проба на всасывание углеводов. Внутрь дают 25 г ксилозы и измеряют ее содержание в моче, собранной за 5 ч (в норме 26 ммоль, или 4 г). Нарушение всасывания ксилозы чаще всего свидетельствует о заболеваниях двенадцатиперстной и тощей кишок. Однако оно может быть снижено и при асците, избыточном росте бактерий, ХПН, приеме некоторых препаратов (аспирина, индометацина). [4]

Собственно метаболизм

Включает в себя все внутриклеточные реакции метаболизма углеводов (сахаров). Нарушения представлены изменениями количества ферментов, доступности субстрата и т.д.

Депонирование

Депонируются углеводы в виде гликогена. Расстройствами депонирования являются гликогенозы, о которых речь пойдет ниже. Продукты распада белков и жиров могут частично в печени превращаться в гликоген. Избыточное количество углеводов превращается в жир и откладывается в жировом "депо".

Выведение

Накопление углеводов в организме приводит к переводу их в гликоген, а в дальнейшем - в жиры. Избыточная масса тела является фактором риска для подавляющего числа ненаследственных заболеваний.

2. Гипогликемия

Гипогликемия - патологическое состояние, характеризующееся снижением концентрации глюкозы в крови ниже 3,5 ммоль/л, периферической крови ниже нормы (3,3 ммоль/л), вследствие чего возникает гипогликемический синдром.

Механизм развития гипогликемии может значительно отличаться в зависимости от этиологии. Так, например, при употреблении этанола, наблюдается следующая картина.

Метаболизм этанола в печени катализируется алкогольдегидрогеназой. Кофактором этого фермента служит НАД - вещество, необходимое для глюконеогенеза. Прием этанола приводит к быстрому расходованию НАД и резкому торможению глюконеогенеза в печени. Поэтому алкогольная гипогликемия возникает при истощении запасов гликогена, когда для поддержания нормогликемии особенно необходим глюконеогенез. Такая ситуация наиболее вероятна при недостаточном питании. Чаще всего алкогольная гипогликемия наблюдается у истощенных больных алкоголизмом, но бывает и у здоровых людей после эпизодических приемов большого количества алкоголя или даже небольшой дозы алкоголя, но натощак. Необходимо подчеркнуть, что алкоголь снижает концентрацию глюкозы в плазме больных с нормальной функцией печени. Особенно чувствительны к алкоголю дети. [1]

Клинические проявления гипогликемии различны. Тяжесть гипогликемии не зависит от уровня сахара крови.

1. лёгкая гипогликемия - когда человек в сознании и может самостоятельно купировать гипогликемию;

2. тяжелая гипогликемия - когда человек в сознании, но для купирования гипогликемии требуется помощь посторонних;

3. гипогликемическая кома - потеря сознания при гипогликемии.

Симптоматическая гипогликемия - симптомы гипогликемии при нормальном или повышенном сахаре крови. Возникает при резком снижении сахара крови с высоких значений до нормальных. Такое состояние не угрожает жизни человека и не требует лечения. Именно поэтому важно контролировать уровень гликемии перед купированием гипогликемии.

Гипергликемия

Гипергликемия - клинический симптом, обозначающий повышенное содержание сахара (глюкозы) в сыворотке крови. Гипергликемия появляется преимущественно при сахарном диабете или других заболеваниях эндокринной системы.

· легкая гипергликемия - 6,7--8,2 ммоль/л;

· средней тяжести - 8,3--11,0 ммоль/л;

· тяжёлая - свыше 11,1 ммоль/л;

· при показателе свыше 16,5 ммоль/л развивается прекома;

· при показателе свыше 55,5 наступает гиперосмолярная кома.

Для лиц с длительно текущими нарушениями углеводного обмена эти значения могут несколько отличаться.

Диабет (от др.-греч. дйбвбЯнщ - перехожу, пересекаю) - производное греческого слова "диабайно", что значит "прохожу через что-нибудь насквозь", "протекаю". Античный врач Аретеус Каппадокийский наблюдал у пациентов полиурию, которую связывал с тем, что жидкости, поступающие в организм, протекают через него и выделяются в неизменённом виде. В 1600 г. н. э. к слову диабет добавили mellitus (от лат. mel - мёд) для обозначения диабета со сладким вкусом мочи - сахарного диабета. Синдром несахарного диабета был известен еще в глубокой древности, но до XVII века различий между сахарным и несахарным диабетом не знали. [2]

В клинических описаниях под термином "диабет" чаще подразумевают жажду и мочеизнурение (сахарный и несахарный диабет), однако есть и "прохожу сквозь" - фосфат-диабет, почечный диабет (обусловленный низким порогом для глюкозы, не сопровождается мочеизнурением) и так далее.

Виды диабета: сахарный диабет, несахарный, почечный, фосфат-диабет, почечный солевой, наследственные нарушения почечного мембранного транспорта аминокислот, бронзовый диабет.

Гемохроматоз (пигментный цирроз, бронзовый диабет) - наследственное, генетически обусловленное заболевание, проявляется нарушением обмена железа с накоплением его в тканях и органах. Железо поглощается из пищи и чрезмерно накапливается в органах и тканях: печени, поджелудочной железе, миокарде, селезёнке, коже, эндокринных железах и других местах. Избыточное накопление железа в организме может спровоцировать развитие ряда заболеваний: цирроз печени, сердечная недостаточность, сахарный диабет, артрит. По данным Института расстройств железа (Гринвилл, штат Южная Каролина) в США насчитывается около 1 млн человек, предрасположенных к гемохроматозу и около 150 тыс. больных, у которых эта болезнь диагностирована. Таким образом, вероятность развития гемохроматоза составляет 0,33%. Около 10% населения являются гетерозиготными носителями рецессивных генов гемохроматоза. [1] углеводный гликоген глюкоза

3. Гликогеноз

Гликогенозы - общее название синдромов, обусловленных наследственными дефектами ферментов, участвующих в синтезе или расщеплении гликогена.

Гликогенозы - группа наследственных заболеваний, вызванных недостаточностью одного или нескольких ферментов, вовлечённых в синтез и распад гликогена, и характеризующихся накоплением патологических количеств или типов гликогена в тканях. Симптоматика возникает вследствие накопления гликогена или его промежуточных метаболитов или из-за недостатка конечных продуктов распада гликогена, особо глюкозы. Гликоген и некоторые из промежуточных метаболитов, депонированных в тканях, могут быть обнаружены при МРТ. Различия в степени тяжести и возрасте начала клинических проявлений вызваны вовлечением различных изоферментов или других компонентов повреждённых ферментных систем. Частота всех форм болезней накопления гликогена - 1:40 000 населения.[3]

Генетическая классификация и клиническая картина

При типах О, I и III - предотвращение гипогликемии и молочного ацидоза назначением дробных доз углеводов, что позволяет поддержать обычные уровни глюкозы крови, предупредить развитие молочного ацидоза и гиперлипидемии. Кроме того, используют непрерывную подачу высокомолекулярных декстранов через эндоназальный зонд. Аллопуринол назначают для профилактики подагры и камней в почках. Ограничение анаэробной нагрузки сокращает мышечные симптомы типов V и VII. При VIII типе рекомендуют ограничение физической нагрузки и обильное питье. Эффективных методов лечения других типов нет.

Гликогеноз нулевого типа (*240600, 12р 12.2, ген GYS2 [138571], р) - недостаточность гликоген-синтетазы печени. Клиническая картина: гипогликемия и гиперкетонемия натощак, судороги, гипергликемия и гиперлактатемия в последствии приема пищи.

Гликогеноз Iа типа (232200, 17q21, не меньше 6 аллелей, R) - недостаточность глюкозо-6-фосфатазы, приводящая к избыточному накоплению гликогена нормальной химической структуры (особенно в печени и почках). Наблюдают значительно чаще других гликогенозов. Клиническая картина: гипогликемия, артериальная гипертензия, задержка роста, позднее половое созревание и т.д. Лабораторные данные: недостаточность глюкозо-6-фосфатазы, гиперлипидемия, гиперурикемия, гиперлактацидемия, кетонемия, метаболический ацидоз.

Гликогеноз Ib типа (232220, р) - нарушение транспорта глюкозо-6-фосфата при мутации гена глюкозо-6-фосфат транслоказы. Клиническая картина: диарея, плохой аппетит, болезнь Крона, хронические остеомиелиты, перианальные абсцессы, нейтропения, гипохромная анемия, тромбоцитопения, вторичный амилоидоз, протеинурия, гиперлипидемия.

Гликогеноз Iс типа (232240, р) - недостаточность фосфат пиро-фосфаттранслоказы. Клиническая картина: гипогликемия, артериальная гипертензия, протеинурия, гематурия, почечная недостаточность, центральный гломерулосклероз, задержка роста и полового созревания и т.д. Лабораторные данные: дефицит фосфат пирофосфаттранслоказы, гиперлипидемия, гиперлактацидемия, кетонемия, метаболический ацидоз.

Гликогеноз IIа типа (153360,R) - дефицит лизосомной а-1,4-глюкозидазы, приводящий к избыточному накоплению гликогена нормальной химической структуры в сердце, скелетных мышцах, печени, мозге. Клиническая картина: кардиомиопатия, артериальная гипотензия, миотония, мышечная слабость, утомляемость, увеличенный язык, смерть на первом году жизни, дыхательная недостаточность, одышка, аневризмы мозговых артерий.

Гликогеноз IIb типа (232300, 17q25.2-q25.3, ген GAA. р). Клиническая картина: слабость проксимальных мышц, гипертрофическая кардиомиопатия, сердечная недостаточность, АВ блокада, умственная отсталость. Лабораторные данные: накопление гликогена в лизосомах; активность кислой мальтазы обычная.

Гликогеноз III типа (*232400, 1р 21, ген AGL, GDE, р) - недостаточность амило-1,6-глюкозидазы, приводящая к накоплению гликогена ненормальной структуры с короткими внешними цепями в печени и мышцах. Клиническая картина: миопатия, увеличение печени, гипогликемия, кетоацидоз, мышечная слабость с атрофией мышц, ангельское лицо, склонность к кровотечениям (в т.ч. носовым), гипертрофия желудочков на ЭКГ.

Гликогеноз IV типа (*232500, Зр 12, ген GBE1, р) - недостаточность ветвящего фермента, приводящая к накоплению гликогена ненормальной структуры с длинными цепями в печени, почках, мышцах и других тканях. Клиническая картина: цирроз печени, портальная гипертёнзия, печёночная недостаточность, гипогликемия, кардиомиопатия, сердечная недостаточность, миопатия, тазово-плечевая мышечная дистрофия, гиперлордоз позвоночника, походка вразвалку, слабость проксимальных мышц конечностей, смерть до 4-летнего возраста.

Гликогеноз V типа (*232600, 1 Iql3, ген PYGM, р) - дефект гликогенфосфорилазы, вызывающий накопление гликогена нормальной химической структуры в мышцах. Клиническая картина: слабость и атрофия скелетных мышц, мышечные боли при нагрузке, миоглобинурия.

Гликогеноз VI типа (*232700, 14q21-q22, ген PYGL, р) - недостаточность гликогенфосфорилазы в печени, приводящая к накоплению гликогена нормальной структуры в гепатоцитах и лейкоцитах. Клиническая картина: увеличение печени, кетоз, гипогликемия, задержка роста.

Гликогеноз VII типа (*232800, 12ql3.3, rmPFKM, р) - миопатии и увеличение печени, обусловленные недостаточностью фосфоглюкомутазы. Клиническая картина: миопатия, увеличение печени, слабость мышц, гемолиз, лёгкая полицитемия, ретикулоцитоз, умеренная желтуха, желчнокаменная болезнь. Лабораторные данные: недостаточность фосфофруктокиназы мышц, миоглобинурия, гиперурикемия.

Гликогеноз VIII типа (*306000, Хр 22.2-р 22.1, ген RNAA2, RNA, 311870, Xql2-ql3, ген RNAA1, К) - недостаточность фосфофруктокиназы в мышцах. Клинические и биохимические расстройства исчезают с возрастом, у большинства взрослых больных болезнь протекает бессимптомно. Клиническая картина: увеличение печени, задержка роста, почечный канальцевый ацидоз. Лабораторные данные: недостаточность печеночной киназы фосфорилазы (РНК); мышечная киназа фосфорилазы в пределах нормы; повышенное содержание глютамат-пируват и глютамат оксалоацетат трансаминаз; гиперхолестеринемия; гипертриглицеридемия; кетонемия на фоне голодания.

Гликогеноз VIIIb типа (261740, р) - крайне редкая форма недостаточности фосфофруктокиназы, ограниченная мышцей сердца.

Гликогеноз VIIIc типа (*261750, р) - недостаточность фосфофруктокиназы в печени и мышцах. Клиническая картина: увеличение печени, диарея, задержка роста, гипотония мышц, умеренная слабость. Лабораторные данные: недостаточность фосфофруктокиназы в печени и мышцах с накоплением гликогена. [5-10]

Используемые источники

1. http://ru.wikipedia.org/

2. Ефимов А.С., Скробонская Н.А. Клиническая диабетология - 1-е изд. - К.: Здоровья, 1998. - С. 273--277.

3. Antopol W et al: Cardiac hypertrophy caused by glyco-gen storage disease in a 15-year-old boy. Am. Heart J. 20: 546--556, 1940;

4. Hers HG, Van Hoof F: Glycogen storage diseases: type II and type VI glycogenosis. In: Dickens F et al: Carbohydrate Metabolism and Its Disorders. New York: Academic Press 1968;

5. Kroos MA et al: Two extremes of the clinical spectrum of glycogen storage disease type II in one family: a matter of genotype. Hum. Mutat. 9: 17--22, 1997;

6. McArdle B: Myopathy due to a defect in muscle glycogen breakdown. Clin. Sci. 10: 13--33, 1951;

7. Parvari R et al: Glycogen storage disease type la in Israel: biochemical, clinical, and mutational studies. Am. J. Med. Genet. 72: 286--290, 1997;

8. Tarui S et al.: Phosphofruc-tokinase deficiency in skeletal muscle: a new type of glycogenosis. BBRC 19: 517--523, 1965.

Размещено на Allbest.ru