Регуляція вуглеводного обміну. Роль гормонів у вуглеводному обміні. Порушення. Цукровий діабет.

Норм конц глюкози в крові (в постабсорбтивному стані) - 3, 3-5, 5 ммоль/л (60-100 мг%). Цей рівень необхідний для норм енергетич обміну головного мозку і підтримується за рахунок динамічної рівноваги між фізіол та біохім процесами, що поставляють глюкозу в кров, та відповідними процесами, що зменшують її кількість у плазмі крові за рахунок надходження у клітини внутрішніх органів.Зміна конц глюкози в плазмі крові веде до зсуву біосинтезу та секреції в кров гормонів, що регулюють процеси фермент контролю метаболізму глюкози (глюкагону, інсуліну, глюкортикоїдів та соматотропіну).

Співвідношення глюкагон/інсулін найбільш важливе для регуляції глюконеогенез/гліколіз.

1. Зменшення глюкоземії (гіпоглюкоземія, гіпоглікемія) настає че­рез декілька годин після останнього споживання їжі. Підви­щуються рівень секреції а-клітинами острівків підшлункової залози глюкагону, це стимулює процеси глюконеогенезу. За рахунок активації каскаду аденілатциклази в мемб­ранах гепатоцитів глюкагон стимулює фосфороліз глікогену, що збільшує рівень вільної глюкози.

2. Збільшення рівня глюкоземії (гіперглікемія) стимулює секрецію Р-клітинами підшлункової занози інсуліну, що підвищує проникність плазматичних мембран клітин для глюкози (окрім головного мозку), сприяючи їх внутрішньоклітинному метаболізму. Інсулін діє на генетич рівні, гальмує синтез ферментів глюконеогенезу в печінці (антагоніст глюкокортикоїдів) та стимулює синтез ключових регуляторних ферментів гліколізу — гексокінази, фосфофруктокінази, піруваткінази, індукує синтез глікогенсінтази (синтез глікогену зменшує конц вільної глюкози) переводячи, таким чином, обмін глюкози з глюкогенного на гліколітичний шлях.При недостатності інсуліну: гіперглікемія, глюкозурія, зменш вміст глікогену в печінці. М'язова тканина втрачає здатність утилізувати глюкозу крові. У печінці знижується інтенс біосинт процесів: синтезу білків, жирних кислот із продуктів розпаду глюкози, посилений синтез ферментів глюконеогенезу. Адреналін —гормон мозкової частини наднирків. Збільшення його секреції веде до підвищення вмісту глюкози в крові за рахунок стимуляції фосфоролізу глікогену в м'язах та частково в печінці, шо, через Г-6-Ф-азну реакцію, супроводжується гїперглюкоземїєю. Глюкокортикоїди, (кортизол) стимулюють глюконеогенез за рахунок стимуляції синтезу в печінці ферментів глюконео­генезу — ФЕП-кінази, та ферментів, що перетворюють у субст­рати глюконеогенезу глюкогенні амінокислоти (серин, тирозин, триптофан). Соматотропний гормон гіпофізу - подібно до інсуліну збільшує проникність плазматичних мембран клітин м'язової та жирової тканини для глюкози, але, на відміну від інсуліну, активує глюконеогенез в печінці.

Порушення вуглеводного обміну: Цукровий діабет (ЦД) — ендокринна хвороба, в основі - зниження продукції інсуліну в β -клітинах острівкового (інсулярного) апарату підшлункової залози або нездатність відповідних клітинних рецепторів реагувати на інсулін. Інсулінозалежний ЦД (ІЗЦД), розвивається внаслідок руйнування (звичайно більше 90 %) секретуючих інсулін β -клітин. Причиною деструкції β -клітин є генетично зумовлений автоімунний процес. ІЗЦД складає 10-15 % всіх випадків ЦД і проявляється гіпер­глікемією та схильністю до кетонемії та кетоацидозу. Розвивається в ранньому віці (до 30 років). Інсулінонезалежний ЦД (ІНЗЦД) — зберігаються β -клітини в інсулярній частині підшлункової залози, але порушені реакції клітин на дію інсуліну або регуляція його секреції під впливом збільшеної концентрації глюкози крові. ІНЗЦД розвивається у дорослих (старше 30 років) та осіб похилого віку і проявляється гіперглікемією та ожирінням.

Характерним проявом ЦД є збіль­шення рівня глюкози в крові, досягаючи значень 500 мг % та більше. Гіперглікемія при діабеті - результат порушення метаболічних центрів в ЦНС імпульсами з хеморецепторів клітин, що зазнають енергетичний голод (невистачає глюкози). Введення інсуліну корегує метабол зрушеня: нормалізує проникність мембран м'язових клітин для глюкози, відновлює співвідношення гліколіз/глюконеогенез. При зростання рівня глюкози більше 180 мг % (" нирковий поріг'" для глюкози), вона починається виводитися із сечею - глюкозурія. Важкі форми ЦД супроводжуються зрушеннями ліпідного обміну: кетонемією та кетонурією, підви­щеним катаболізмом білків і амінокислот із розвитком азотемії та азотурії.

Гіперглікемія виникає не тільки при захворюванні підшлункової залози, але і при поруш функцій інших ендокрин залоз, що беруть участь у регуляції вуглеводного обміну (гіпофізарні захворювання, пухлини кори наднирників, гіперфункції щитовидної залози. Іноді з'являється під час вагітності, можлива при ураженнях ЦНС, розладах мозкового кровообігу, хворобах печінки. Сталість рівня глюкози в крові - найважливіша функція печінки, резервні можлиності цьому відношенні дуже великі. Тому гіперглікемія, обумовлена ​ ​ порушенням функції печінки, виявляється лише при тяжких її ураженнях.

Гіпоглікемія (зниження рівня глюкози в крові) Часто пов'язана зі зниженням функцій тих ендокринних залоз, підвищення функцій яких веде до гіперглікемії. Гіпоглікемія можлива при гіпофізарній кахексії, аддісоновій хворобі, гіпотиреозі, при аденомах підшлункової залози внаслідок підвищеної продукції інсуліну β -клітинами панкреатичних острівців. Через голод, тривалу фіз роботу вагітність, лактацію. Виникає при введенні великих доз інсуліну.

Глюкозурія. Зазвичай присутність глюкози в сечі (глюкозурія) = порушення вуглеводного обміну через патологічні зміни в підшлунковій залозі (ЦД, гострий панкреатит і т.д.). Рідше зустрічається глюкозурія ниркового походження, пов'язана з недостатністю резорбції глюкози в ниркових канальцях. Тимчасово виникає при гострих інфекційних і нервових захворюваннях, після нападів епілепсії, струсу мозку, отруєннях. Є глюкозурії аліментарного походження, глюкозурії вагітних і глюкозурії при стресі (емоційна глюкозурія). Відставання швидкості окислення пірувату від інтенсивності гліколізу відбув при гіпоксії. При посиленні гліколізу відбувається накопичення пірувату і лактату в крові, це змінює кислотно-лужну рівновагу, зменшує лужні резерви крові.

Глікогенози - спадкові хвороби пов'язані з порушенням обміну глікогену. Виникають через дефіцит або відсутність ферментів, що кат розпад/синтез глікогену, і х-ся надлишковим його накопиченням в різних органах і тканинах. Глікогеноз I типу (хвороба Гірке) зустрічається найбільш часто, це спадковий дефект синтезу глюкозо-6-фосфатази в печінці та нирках. Симптоми з першого року життя: збільшена печінка, збільшені нирки. Гіпоглікемія, судоми, затримка росту, можливий ацидоз. У крові-підвищена кількість лактату і пірувату. Введення адреналіну чи глюкагону викликає значну гіперлактатацідемію, але не гіперглікемію, так як глюкозо-6-фосфатаза в печінці відсутній і вільна глюкоза не утворюється.