ПАТОФИЗИОЛОГИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА

и ведущих патогенетических механизмах основных нарушений углеводного обмена.

Содержание лекции:
Регуляция обмена углеводов;
Нарушения переваривания и всасывания углеводов;
Нарушение синтеза и расщепления гликогена;
Причины гипо- и гипергликемий;
Влияние инсулина на обмен веществ;
Сахарный диабет. Патогенетическая классификация.
Кардинальные признаки сахарного диабета.
Причины и механизмы инсулинорезистентности.
Осложнения сахарного диабета.
Патогенетические подходы к терапии СД.

встречающийся повсеместно: у растений, животных и бактерий.
Основная функция →энергетическая.

Уровень глюкозы в крови 3,5–5,5 ммоль/л ☞ важнейшая гомеостатическая константа организма.
Особенно чувствительна к уровню сахара в крови ЦНС .
При снижении уровня сахара крови до 2,8–2,2 ммоль/л наступают судороги, бред, потеря сознания.

процессов:
Поступление глюкозы в кровь. Осуществляется печенью и

кишечником ☞ важны процессы распада гликогена (гликогенолиз) и синтеза глюкозы из аминокислот (глюконеогенез).
Гликогенолиз - быстро действующий источник глюкозы, а глюконеогенез — медленно действующий.
Выход глюкозы из крови. Это следствие потребления ее всеми органами для своего энергетического обмена и синтеза гликогена.

уровня глюкозы является гипоталамус. Регулирующие влияния реализуются вегетативными нервами и

гуморальным путем, включающим эндокринные железы.
Поставка глюкозы в кровь стимулируется: катехоламинами (адреналин, норадреналин), глюкокортикоидами (кортизон, гидрокортизон), СТГ, тироксином, глюкагоном (продуцируется α-клетками поджелудочной железы).
Выход глюкозы из крови в ткани стимулируется инсулином.

ферментов пищеварительного тракта. Поступающие с пищей полисахариды не расщепляются до

моносахаридов и не всасываются.

2. Всасывание страдает при нарушении фосфорилирования глюкозы в кишечной стенке (недостаточность фермента гексокиназы при отравлениях некоторыми ядами, при тяжелых воспалительных процессах в кишечнике).
Нефосфорилированная глюкоза не проходит через кишечную стенку и не усваивается.

а) при сильном возбуждении ЦНС. Импульсы по симпатическим путям идут

к депо гликогена, активируют гликогенолиз и мобилизацию гликогена; б) при ⇑ продукции гормонов, стимулирующих этот процесс (СТГ, адреналин, глюкагон и т.д.).
Снижение синтеза гликогена. При тяжелых поражениях печеночных клеток (гепатиты, отравления ССL4 и фосфором), при гипоксии (⇓ необходимой для этого АТФ).
Патологическое усиление синтеза гликогена ☞ при гликогенозах. Гликогеноз — избыточное, патологическое накопление гликогена в органах и тканях.
Болезнь Гирке. В основе врожденный дефицит в печени и почках глюкозо-6-фосфатазы. Она отщепляет глюкозу от Г-6-фосфата, что делает возможным ее трансмембранный переход из клеток печени и почек в кровь. При недостаточности фермента в клетках печени и почек накапливается гликоген, имеющий нормальную структуру. Выявляется вскоре после рождения. Развивается гипогликемия, резко ↑ чувствительность к инсулину. Больные часто принимают пищу. ↑ содержание в крови молочной кислоты (в нее переходит Г-6-Ф), ► возникает метаболический ацидоз и зачастую ацидотическая кома.

ниже нормального.
Развивается в

результате недостаточного поступления сахара в кровь, ускоренного его выведения или вследствие того и другого

инсулиноме);
недостаточное расщепление гликогена при гликогенозах;
поражение клеток печени (гепатиты);
недостаточность продукции гормонов,

способствующих катаболизму углеводов: СТГ, тироксина, адреналина, глюкокортикоидов;
нарушение всасывания углеводов в кишечнике (при нарушении фосфорилирования);
«почечный диабет». Нарушено фосфорилирование глюкозы в результате генетического дефекта фосфатазы или ↓ ее активности при отравлениях. Глюкоза, процессы фосфорилирования которой нарушены, не реабсорбируется в канальцах и переходит в мочу (глюкозурия). Развивается гипогликемия;
гипогликемия у новорожденных (неонатальная гипогликемия). Развивается в течение нескольких суток или часов после рождения. Развитию способствует охлаждение ребенка. Обусловлена лабильностью механизмов регуляции углеводного обмена. В период голодания после рождения резко возрастает гликогенолиз, запасы гликогена в печени резко снижаются.

возбуждение коры →иррадиация на нижележащие отделы →по симпатическим путям к

печени→ усиливается гликогенолиз и тормозится переход углеводов в жир.
Гипергликемия при судорожных состояниях. Происходит расщепление гликогена мышц и образование большого количества молочной кислоты, из которой в печени синтезируется глюкоза.
Гормональные гипергликемии. При нарушении функций эндокринных желез, гормоны которых участвуют в регуляции углеводного обмена (↑ продукции глюкагона и СТГ, АКТГ и т.д).
Гипергликемия при некоторых видах наркоза (кетаминовом). Обусловлена возбуждением симпатических центров и выходом адреналина из надпочечников.
! ! Гипергликемия при недостаточности инсулина. Является наиболее выраженной и постоянной. Недостаточность инсулина может быть панкреатической (абсолютной) и внепанкреатической (относительной).

мембрану в инсулин-зависимых органах (мышцах, жировой ткани, лейкоцитах, корковом слое

почек), так как мембраны многих клеток служат барьером для свободного передвижения глюкозы.
Инсулин снимает тормозящее влияние гипергликемических гормонов на внутриклеточную гексокиназу, фосфорилирующую глюкозу (глюкоза в нефосфорилированной форме неактивна), в активированной форме Г-6-фосфат может усваиваться тканями, реабсорбироваться почками. Изменяет активность внутриклеточных ферментов настолько, что стимулируются анаболические реакции.
Инсулин стимулирует синтез гликогена, увеличивает поступление глюкозы в мышцы и жировую ткань, где стимулирует ее превращение в гликоген и жир.
ГЛЮТы →транспортеры (рецепторы) глюкозы. Инсулин контролирует активность ГЛЮТ-4 !! (гораздо в меньшей степени – Глют-1).

белка и транспорт аминокислот в клетки. Тормозит глюконеогенез (образование глюкозы

из аминокислот).
Гипергликемические гормоны, наоборот, активируют глюконеогенез.

Инсулин во многих тканях стимулирует синтез жиров и ингибирует распад триглицеридлипидов. Этот эффект инсулина способствует накоплению быстро мобилизующегося материала — жира (удовлетворяет энергетические потребности организма в неблагоприятных ситуациях).

гипергликемии, обусловленное воздействием многих экзогенных и эндогенных (главным образом генетических)

факторов, нередко дополняющих друг друга (комитет экспертов ВОЗ по СД, 1985)

основу которой составляет гипоинсулинизм, приводящий к нарушению всех видов обмена

веществ, развитию микро- и макроангиопатий и иммунной недостаточности.
Общая заболеваемость СД = 1 - 6%, среди лиц с избыточной массой тела =10-30% (ВОЗ)

обусловлена:
хроническим панкреатитом (20–40 % больных страдают диабетом);
опухолями поджелудочной

железы (признаки диабета у 8–10 % больных);
гемохроматозом (наследственное заболевание, характеризующееся повышенным всасыванием в кишечнике железа и его накоплением в различных тканях, в том числе и в поджелудочной железе) 30–80 % страдают диабетом;
повреждением железы, вызванным ее кальцификацией, склерозом сосудов, инфекционными процессами, кистами, а также аутоиммунным механизмом. Причиной первичной альтерации клеток могут быть вирусные и другие инфекционные заболевания, возможно — некоторые токсические воздействия.

инсулина;
Дефицит стимулов биосинтеза инсулина (аминокислот –аргинина, лейцина, ЖК, гормонов- СТГ,

Т3,Т4, глюкагона, АКТГ; глюкозы);
Дефицит трансмембранных «транспортеров» (рецепторов) глюкозы –ГЛЮТ-4, ГЛЮТ-1;
Мутации генов инсулина (проинсулина) и уменьшение синтеза проинсулина;
⇓ образования инсулина из проинсулина;
Нарушение депонирования инсулина в секреторных гранулах;
⇓ освобождения инсулина из секреторных гранул (процесс экзоцитоза);
⇓ количества β-клеток
--------------------------------------------------------------------------

снижение содержания инсулина в крови

обусловлена:
чрезмерной задержкой и инактивацией инсулина в печени;
образованием белковых

ингибиторов;
избыточной продукцией «контринсулярных» гормонов;
выработкой аутоантител к инсулину;
⇓ свободной активной фракции инсулина в результате слишком прочной его связи с белками крови;
утолщением базальной мембраны капилляров, препятствующим выходу инсулина в межклеточное пространство;
нарушениями реализации эффектов инсулина в клетках мишенях (повреждение мембран и ферментов клеток);
нейро – и психогенными факторами (стресс-реакции, активация САС)

клеток-мишеней к инсулину☞
А. Дефицит рецептора инсулина (РИ,

протеинкиназы)
Повышенное использование РИ
Недостаточный синтез РИ (генетические дефекты, ингибирующее действие αФНО)
«расхождение» РИ по поверхности гипертрофированных клеток (адипоцитов)
Б. ↓ афинность РИ к инсулину:
1. Конформационные генетически детерминированные дефекты РИ
2. Блокирование РИ антителами
В. Пострецепторные механизмы:
1. Дефицит цитоплазматических белков-субстратов РИ
2. Нарушение протеинкиназного каскада
3. Нарушение синтеза и транслокации ГЛЮТ-4

раз — до 12–30 ммоль/л);
Глюкозурия (при > 8,8 ммоль/л глюкозы в

крови);
Полиурия;
Гиперкетонемия и кетонурия;
Гиперазотемия, гиперлипидемия (5-10% и >);
Полидипсия (вследствие полиурии, гиперосмии крови и сухости слизистой оболочки полости рта, глотки).

повреждениях
железы, травма,
опухоли, воспаление,
инфекции, лекарства
относительный
При избытке СТГ,
глюкокортикоидов,
гипертиреозе, при
гипофункции

первично
интактной железы

При избытке инсули-
назы, иммунном раз-
рушении инсулина,вро-
жденное ↓чувств. к инс

Кровь берется натощак, через 30, 60, 90 и

120 мин после приема глюкозы внутрь в дозе 1,75 г/кг массы тела. Диагностическим критерием СД является ⇑ концентрации глюкозы в плазме натощак > 7,8 ммоль/л (цельная кровь>6,1).
Сахарный диабет у мужчин и небеременных женщин: уровень глюкозы при СПТГ 120 мин > 11,1 ммоль/л при неоднократном определении. Проведение СПТГ не требуется для постановки диагноза СД, если по крайней мере дважды получен тощаковый уровень >7,8 ммоль/л или разовый уровень глюкозы > 11,1 ммоль/л.
При СД определяется ↑ уровня гликозилированного Hb в крови с 5-6% до 12-15%.
Нарушение толерантности к глюкозе у небеременных взрослых диагностируется: уровень натощак <7,8 ммоль/л, через 2 часа — между 7,8 и 11,1 ммоль/л и в одной из других проб (через 30,60,90 мин) > 11,1 ммоль/л.

сосудов глазного дна);
Макроангиопатия;
Нейропатии: ортостатическая гипотензия, безболевая ишемия миокарда, внезапная смерть,

парез желудка, атония мочевого пузыря;
Рецидивирующие инфекционные процессы (фурункулез, хронический пиелонефрит, сепсис) следствие вторичного ИДС;
Диабетическая стопа→ следствие сочетания микроангиопатии, нейропатии и вторичного ИДС в конкретной анатомической области наиболее часто спонтанно травмируемой: нарушение чувствительности не позволяет вовремя заметить травму;
Диабетические комы (кетоацидотическая, гиперосмолярная, лактацидемическая).

и др.;
Инфильтрация сосудистой стенки белками острой фазы;
⇓образования эндотелиального релаксирующего фактора

– NO;
⇓ активности Na/K и Ca-зависимых АТФ-аз→ стойкая вазоконстрикция;
⇓ анионного заряда эндотелиальных клеток→↑ адгезия тромбоцитов;
⇓ соотношения Pg/тромбоксаны → микротромбозы.

конечностей (→ инсульты, инфаркты);

Механизмы развития:
1. Накопление

холестерина в сосудистой стенке (вследствие гиперхолестеринемии, ↓ фосфолипидов крови,↑ в крови липопротеидов низкой плотности,↓ липолитической активности сосудистой стенки);
2. Активация тромбообразования;
3. Пролиферация гладкомышечных клеток сосудистой стенки.

оболочек;
Мышечная гипотония;
Гипорефлексия;
Артериальная гипотензия;
Дыхание Куссмауля;
Миоз;
Гипотония глазных яблок.

Чаще у лиц с диабетом 1 типа

>20 ммоль/л);
Реализация катаболического действия контринсулярных факторов;
Гиперосмолярность крови, ацидоз, кетонемия,;
Динамическая кишечная

непроходимость (следствие кетоацидоза и нарушения вегетативной регуляции функций внутренних органов);
Нарастание ацидоза, нарушений водно-электролитного обмена;
Формирование комы.
Декомпенсация СД длится дни, прежде чем трансформируется в кетоацидотическую кому!!

и слизистых оболочек;
Мышечная гипертония;
Судороги;
Арефлексия;
Артериальная гипотензия;
Тахипноэ;
Миоз;
Гипотония глазных яблок.
Чаще

у лиц с диабетом 2 типа

Дыхание Куссмауля.

СД основная цель→ компенсация всех видов обмена путем:
Инсулинотерапии при СД

1 типа;
Терапии сахароснижающими препаратами при СД 2 типа;
Диеты с ограничением легкоусвояемых углеводов и жиров;
Учета калорийности пищи;
Регулярности приема пищи;
Необходимо исключить факторы, способствующие декомпенсации СД: стресс, инфекции, травмы, операции, гипоксию.