Глюкоза и метаболиты углеводного обмена. Гомеостаз глюкозы


Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации:

Глюкоза и метаболиты углеводного обмена. Гомеостаз глюкозы. Лабораторная оценка. И.А. Новикова Этапы метаболизма углеводов Расщепление поступающих с пищей полисахаридов (крахмал, гликоген) и дисахаридов (сахароза, лактоза) в двенадцатиперстной кишке и тонком кишечнике до моносахаридов. Всасывание моносахаридов (преимущественно глюкоза, меньше фруктоза, галактоза, пентоза) в кишечнике → поступление в систему воротной вены. Образование гликогена из моносахаридов – гликогеногенез (ферменты фосфоглюкомутаза и гликогенсинтетаза). Частично гликоген может образовываться из молочной и пировиноградной кислоты. Этапы метаболизма углеводов (продолжение) 4. Распад гликогена в печени с образованием глюкозы – гликогенолиз (фермент активная фосфорилаза – фосфорилаза А).5. Процесс глюконеогенеза – образование глюкозы из неуглеводных продуктов – аминокислот, пировиноградной и молочной кислоты и др.6. Расщепление глюкозы в тканях и органах до молочной и ПВК, а затем в цикле Кребса до конечных продуктов CO2 и Н2О с освобождением энергии. Основные пути распада глюкозы анаэробный путь (без потребления кислорода) аэробный - прямое окисление глюкозы Ключевые ферменты гликолиза – гексокиназа и глюкокиназа. Обеспечивают фосфорилиро-вание глюкозы с образованием глюкозо-6-фосфата. Гексокиназа фосфорилирует и другие гексозы (фруктозу и галактозу), обнаруживается во всех органах. Глюкокиназа фосфорилирует только глюкозу. Содержится в печени. Активность регулируется инсулином. Выделение глюкозы Через клубочки почек с провизорной мочой с последующей полной реабсорбцией в канальцах нефронов. Почечный порог для глюкозы– 8-9 ммоль/л (при превышении глюкоза поступает в мочу). Синтез и распад гликогена Накопление: в печени (до 6% от массы печени). Использование для нужд всего организма.в скелетных мыщцах (около 1% от массы мыщц). Использование только для работы мышц. Глюкоза Глюкозо- 6-фосфат Гексокиназа Глюкокиназа Глюкозо-1-фосфат Фосфоглюко-мутаза Гликогенсинтаза Гликоген Синтез гликогена (гликогенез): Гликоген Фосфорилаза А Глюкозо-1-фосфат Фосфоглюко-мутаза Глюкозо- 6-фосфат Глюкозо-6-фосфатаза Глюкоза Распад гликогена (гликогенолиз) Анаэробный гликолиз Распад глюкозы без потребления кислорода. Происходит в цитозоле клетки. Биологическое значение – образование богатых энергией фосфорных соединений.Общая схема: Глюкоза → пируват → лактат + 50 ккал Аэробный метаболизм глюкозы Классический путь (цикл трикарбоновых кислот). Схема: глюкоза → пируват → ацетил-КоА → Н2О + СО2 (в цикле Кребса). Происходит в митохондриях.Пентозофосфатный циклПротекает в цитозоле клетки. Схема: глюкозо-6-фосфат → рибозо-6-фосфат→ глюкозо-6-фосфат + НАДФН. Биологическое значение: обеспечивает организм восстановленным НАДФН, поставляет пентозофосфаты для синтеза нуклеиновых кислот. ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ Синтез глюкозы из неуглеводных продуктов, прежде всего из молочной и пировиноградной кислоты. Предшественниками в глюконеогенезе могут любые соединения, превращающиеся при катаболизме в пируват или один из промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот.Большинство стадий глюконеогенеза представляет собой обращение реакций гликолиза. Глюкоза в крови АКТГ, СТГ, ТТГ, Т4, ГК,глюкагон, катехоламины Инсулин Регуляция уровня глюкозы в крови Основные регуляторы уровня глюкозы в крови – инсулин и глюкагон, контринсулярные гормоны. Инсулин Инсулин – полипептид (53 аминокислоты). Синтезируется в бетта-клетках островков Лангерганса. Стимуляция секреции: аминокислоты, жирные кислоты, кетоновые тела, глюкагон, секретин. Подавление секреции: адреналин, норадреналин. Действие инсулина на уровень глюкозы (продолжение) Снижает уровень глюкозы в крови через следующие механизмы:активирует белки-переносчики глюкозы через мембрану клетки. активирует гликогенсинтетазу (накопление гликогена).ингибирует фосфорилазу (задерживает распад гликогена в печени).тормозит глюконеогенез, уменьшая распад белка и повышая его синтезспособствует превращению глюкозы в жиры. стимулирует пентозный цикл окисления глюкозы. Глюкагон Полипептид (23 аминокислоты). Синтезируется в альфа-клетках островков Лангерганса. Увеличивает уровень глюкозы в крови через следующие механизмы:Активирует фосфорилазу, усиливая распад гликогена в печени с образованием глюкозы и поступлением ее в плазму (при голодании)Активирует процесс глюконеогенеза Лабораторные тесты для характеристики углеводного обмена Уровень глюкозы в кровиУровень глюкозы в мочеКетоновые тела в мочеD-3-гидроксибутират в сывороткеТест на толерантность к глюкозеГликированный гемоглобинФруктозаминУровень инсулина в крови Глюкоза в крови Глюкоза равномерно распределена между клетками и плазмой с некоторым превышением ее концентрации в плазме (на 10-15%).Артериальная кровь > венозная кровь > капиллярная кровь. При хранении сыворотки крови над сгустком или плазмы над эритроцитами концентрация глюкозы быстро снижается вследствие гликолиза. Поэтому необходимо не позднее 1 часа отделить осадок, либо капиллярную кровь стабилизировать ТХУ. При этом стабильный уровень глюкозы сохраняется в течение 24 часов Содержание глюкозы в крови и моче Норма: в капиллярной крови 2,5-2,75-6,2 ммоль/лв венозной – 3,3-6,2 ммоль/л6,3-6,4 ммоль/л - пограничное состояние.В суточной моче - не более 0,5-1,1 ммоль/л (качественными пробами не улавливается). Лабораторные методы определения глюкозы Редуктометрический (Хагедорна-Иенсена)Колориметрический (с ортотолуидиновым реактивом)Энзиматические методы:Глюкозооксидазный (окисление глюкозы кислородом воздуха в присутствии глюкозооксидазы сообразованием перексиси, которую выявляют восстановленным хромогеном)Гексокиназный (основан на оптическом тесте Варбурга). Дорогой, является референтным методом. Гипергликемия – превышение уровня глюкозы натощак более 6,7-7 ммоль/л.Гипогликемия –менее 2,5 ммоль/л Гипергликемия Основные механизмы формирования:Снижение утилизации глюкозы тканямиУсиленный распад гликогенаТорможение синтеза гликогенаУсиленный глюконеогенезИнсулярные гипергликемии – связаны с недостаточным количеством инсулина или неэффективностью его действияВнеинсулярные гипергликемии – не зависят от влияния инсулина ВНЕИНСУЛЯРНЫЕ ГИПЕРГЛИКЕМИИ Гипергликемии на фоне гиперфункции эндокринных желез, продуцирующих антагонисты инсулина:Синдром Иценко-Кушинга - -выброс ГК стимулирует процесс глюконеогенезаАкромегалия – СТГ снижает фосфорилирование глюкозы, угнетая гексокиназуФеохромацитома – увеличенный выброс катехоламинов (особенно во время криза) стимулирует фосфорилазу мышц, усиливает гликогенолиз в печени и мышцахТиреотоксикоз –Т4 усиливает всасывание глюкозы в кишечнике, активирует симпатоадреналовую систему, активирует гексокиназу.Опухоли альфа-клеток поджелудочной железы – увеличивается глюкагон. Внеинсулярные гипергликемии (продолжение) Нейрогенные гипергликемии - раздражение клеток головного мозга, особенно продолговатого (сахарный центр на дне 4 желудочка) - при травмах головного мозга, тромбозе мозговых сосудов, кровоизлияниях, в продолговатый мозг и т.д. Гипергликемия вследствие острого нарушения кровообращения (инфаркт миокарда) за счет выброса адреналина. Степень гипергликемии при этом невысокая – до 10-11 ммоль/л.Эмоциональная гипергликемияГипергликемия на фоне длительного приема лекарственных препаратов – анальгетики, диуретики, гипотензивные (за счет торможения гексокиназы) Гипогликемии Инсулярные - связаны с абсолютным или относительным увеличением концентрации инсулина:Первичный гиперинсулинизм – при инсулиноме. Вторичный гиперинсулинизм –у больных сахарным диабетом при восстановлении чувствительности клеток к инсулину, передозировка инусулина при нарушении питания у больных СД. Гипогликемии ВнеинсулярныеГипофункция эндокринных желез – гипофизарно-надпочечниковая недостаточность, микседема.Нейрогенная – психотравмы, энцефалит, опухоли мозга.Длительной рвота, анорексияОбильная лактация, глюкозурия беременныхНарушение всасывания углеводов в кишечнике – синдром мальабсорбцииНоворожденные дети от матерей с СД (гиперплазия бетта-клеток плода в результате гипергликемии матери). ГЛЮКОЗУРИЯ В норме не более 0,5 ммоль/лПрофильтрованная в клубочках глюкоза полностью реабсорбируется в проксимальных канальцах с участием ферментов гексокиназы и щелочной фосфатазы. 2 группы глюкозурий:Гипергликемические - связаны с увеличением концентрации глюкозы в крови. М.б. при различных заболеваниях или физиологическими. Нормогликемические - связаны с нарушением реабсорбции глюкозы в почечных канальцах в результате снижения активности ферментов (наследственные изменения гексокиназы, тубулопатии (Фанкони), интоксикация стрихнином, снотворными, кодеином, морфином, глюкозурия беременных, гломерулонефриты, нефросклероз и т.д.). Тест на толерантность к глюкозе Показания: дважды натощак у пациента обнаруживаются пограничные уровни глюкозы. Позволяет выявить латентный сахарный диабет. Если глюкоза натощак более 8ммоль/л тест не проводят.Схема проведения: Выпить одномоментно глюкозу (взрослому 75 г в 200 мл воды, ребенку 1,75 г/кг веса, но не более 75 г). Определяют уровень глюкозы натощак, через 30, 60, 90,120 минут. Коэффициент Бодуэна (гипергликемический)– отношение максимального уровня глюкозы к глюкозе натощак, норма – 1,5-1,6 (не более 1,7).Коэффициент Рафальского (гипогликемический) – отношение глюкозы через 2 часа к глюкозе натощак – норма 0,9-1,1 (менее 1,3). Нарушение толерантности к глюкозе: натощак менее 7,0 ммоль/л, через 2 часа – 8-11 ммоль/л. 1- гиперинсулинизм, 2- норма (здоровые), 3- тиреотоксикоз, 4- сахарный диабет Типы кривых при глюкозотолерантном тесте D-3-гидроксибутират в сыворотке Бета-оксимасляная кислота, продукт обмена жирных кислот – главное кетоновое тело в крови. Применение в КДЛ: диагностика кетоза (более чувствителен и стабилен, чем ацетон и ацетоацетат) у больных СДмониторинг кетоацидотической комы (позволяет раньше обнаружить передозировку инсулина, т.к. падение его уровня происходит на 2 ч раньше, чем падение глюкозы после введения инсулина)у больных с тяжелыми травмами, обширными операциями для коррекции парентерального питания (показатель увеличен в связи с потерей мышечной массы) Гликированный гемоглобин HbA1 - гликированная форма присутствующего в эритроцитах НвА. Образуется вследствие неферментативного присоединения глюкозы к Нв. Имеет 3 подфракции: НвА1с (наибольшее количество)НвА1аНвА1в Степень гликирования Нв прямо пропорциональна концентрации глюкозы и длительности ее контакта с Нв.Норма НвА1с – 4-5,5% от общего Нв. Методы определения гликированного гемоглобина Существуют методы, выявляющие разные субфракции.Ионообменная хроматография – самый распространенный для НвА1с (специальные мини-колоночные тест-системы DioRad, Human)Аффинная хроматография (микроколоночные тест-системы, более длителен по времени)ВЭЖХ – высокая стоимость (является референс-методом)Электрофорез в агарозном геле (специальные тест системы, импортные, дорогостоящие) Методы определения гликированного гемоглобина (продолжение) Колориметрические методы – определяют тотальный гликогемоглобин (трудоемкость)Иммунохимические методы – метод ингибирования латекс-агглютинации (самый распространенный), выявляет НвА1с.Интерференция: уремия, гемолиз, беременность. + Антитела-латекс Агглютинатор Турби-диметрия + Мутность снижается Фрагменты НвА1с Иммунохимический метод определения НвА1с Клинико-диагностическое значение определения гликированного гемоглобина Является интегральным показателем состояния углеводного обмена за предшествующие 6-8 недель.Цель анализа: постановка диагноза, контроль за лечением, определение степени компенсации у больных сахарным диабетом.Преимущества перед определением уровня глюкозы:Отражает гликемию не на момент взятия крови, а за период около 8 недель.Не влияют особенности питания, стрессы и т.д.Тест более специфичен для сахарного диабета, чем уровень глюкозы. Фруктозамин Продукт гликирования белков плазмы крови. Степень гликирования зависит от концентрации глюкозы в крови и длительности периода полураспада белков. Отражает средний уровень глюкозы в крови за 2-3 недели до измерения (период полураспада альбумина - 20 дней).Норма: 200-280 мкмоль/л. Определение в КДЛ – колориметрически (по способности восстанавливать в щелочной среде НСТ). Другие методы (аффинная хроматография, энзиматический ) в КДЛ не используются. Клинико-диагностическое значение определения фруктозамина Показания: оценка эффективности лечения, степени компенсации при сахарном диабете, подбор диеты, дозы препаратов.Преимущества по сравнению с НвА1с:Более быстрый и удобный маркер среднего уровня глюкозы (при подборе дозы)Определение ФрА намного дешевлеНе зависит от вариантов аллелей Нв пациента.Недостатки:Влияет уровень альбумина в сыворотке, характер диспротеинемииИнтерференция лекарств и эндогенных субстратов крови более выражена. Сахарный диабет Около 60 млн. больных в мире. Ежегодный прирост – 8-10%. Нозологические формы:инсулинзависимый - диабет 1 типа - дефицит инсулина вместе с гибелью бетта-клеток. Чаще у молодых, начинается остро, стадия преддиабета незаметна. Около 30% - дети.инсулинонезависимый – диабет 2 типа. Чаще у лиц старше 60 лет. Количество инсулина незначительно снижено или норма, но отсутствуют рецепторы к инсулину → инсулинорезистентность. Инсулинорезистентность Причины инсулинорезистентности тканей:Генетические факторыПриобретенные факторы (гиподинамия, гиперкалорийное питание, частые стрессы, курение, алкоголизм). Инсулинорезистентность (продолжение) Клинически последствия:Артериальная гипертензия: бета-клетки компенсаторно увеличивают секрецию инсулина → пароксизмальная вазоконстрикция, стимуляция симпатической нервной системы, увеличение чувствительности клеток к прессорному влиянию Adr и ангиотензина-2.Ожирение и развитие атеросклероза: инсулин активирует липопротеинлипазу (но фермент оказывается в дальнейшем инсулинорезистентным) → увеличение в крови ЛПОНП и снижение ЛПВП → атерогенная дислипидемия.Метаболический синдром Х: артериальная гипертензия + ожирение + дислипидемия +инсулинонезависимый сахарный диабет - «смертельный квартет». Резко увеличивает смертность от сердечно-сосудистых заболеваний. Клинико-лабораторная диагностика СД Степени гипергликемии при сахарном диабете:Не более 8,3 ммоль/л – легкая8,3-14 ммоль/л – средней степениболее 14 ммоль/л – тяжелой степениОсновные клинические симптомы – жажда, полиурия, кожный и генитальный зуд. Лабораторная диагностика: глюкоза в крови и моче, кетоновые тела в моче, НвАс, ФрА . Гиперосмолярная (некетонемическая) кома Развивается только при ИНЗСД при нетяжелом течении (нет нарушений липидного обмена – кетонемии).Причины развития: дегидратация при рвоте, поносе, оперативных вмешательствах. Клинические проявления: резкая дегидратация без признаков кетоза, дыхание нормальное, помрачение сознания. Гиперосмолярная (некетонемическая) кома (продолжение) Лабораторные показатели: Гипергликемия высокой степени (более 40ммоль/л)ГлюкозурияРеакция на ацетон чаще отрицательная или слабо положительнаяГиперосмия плазмы – осмолярность плазмы более 330 мосм/л (норма - 280-300)Увеличение натрия, хлора в кровиАзотемия (увеличение мочевины, креатинина) Гиперлактацидемическая кома Редкое осложнение. Обусловлена накоплением лактата и пирувата (меньше) в крови. Причины развития – гипоксия тканей вследствие тяжелых интеркуррентных заболеваний (вирусные инфекции, пневмонии), что приводит к накоплению молочной кислоты.Лабораторные показатели:Гипергликемия невысокаяГлюкозурия незначительная или отсутствуетКетонемии, кетонурии нетМетаболический ацидоз Кетоацидотическая кома Может быть первым проявлением ИЗСД или развиться у пациента с ранее диагностированным СД, если он пропустит прием инсулина, доза будет недостаточной или потребность в инсулине возрастет (заболевания). Патогенез: недостаток инсулина → относительное повышение глюкагона → подавление гликолиза, стимуляция глюконеогенеза → увеличение образования глюкозы на фоне отсутствия ее усвоения → глюкозурия → осмотический диурез, потеря жидкости → уменьшение объема плазмы → снижение кровотока через почки → преренальная уремия → снижение скорости образования мочи → олигурия → увеличение степени гипергликемии → усиление кетогенеза → ацидоз. Кетоацидотическая кома (продолжение) Клинические проявления: гипотензия, тахикардия, похолодании е конечностей, рвота, спутанное сознание, дыхание Куссмауля, запах ацетона в выдыхаемом воздухе.Лабораторные показатели:Гипергликемия ГлюкозурияВыраженная кетонемия и кетонунияГиперкалиемия Метаболический ацидозЛечение – возмещение потерь жидкости и электролитов, инсулин. Гипогликемическая кома Клиника: спутанность сознания, чувство голода, атаксия, парестезии, гемипарез, судорогиЛабораторные показатели:ГипогликемияГлюкозурия может быть.Лечение: назначение глюкозы (можно еще до получения результата анализа), глюкагона. БЛАГОДАРЮЗА ВНИМАНИЕ !!!

Приложенные файлы

  • ppt 852833
    Размер файла: 174 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий