Учебное пособие: Нарушения метаболизма углеводов

Снижение синтеза гликогена. Среди этиологических факторов отмечают, во-первых, токсические повреждения гепатоцитов (бактериальная и вирусная микрофлора, отравление фосфором, четыреххлористым углеродом и др.). Во-вторых, дефицит кислорода и, как следствие, выраженное снижение эффективности образования АТФ. В-третьих, снижение тонуса парасимпатической нервной системы. В четвертых, гиповитаминозы В и С. 5-я этиологическая группа включает эндокринные заболевания - сахарный диабет, тиреотоксикоз, недостаточность надпочечников (болезнь Аддисона).

Усиление распада гликогена. Усиление гликогенолиза в печени происходит во-первых, на фоне повышенной активности симпатической нервной системы; во-вторых, при увеличенной продукции гормонов - стимуляторов гликогенолиза (адреналина, глюкагона, тироксина и соматотропного гормона). Увеличение симпатических влияний и повышенная концентрация в крови гормонов-стимуляторов гликогенолиза наблюдается при интенсивной мышечной работе, шоке, лихорадке, эмоциональных нагрузках.

Патологическое депонирование гликогена. Это группа наследственных заболеваний, при которых вследствие генетических дефектов некоторых ферментов метаболизма гликогена происходит его избыточное накопление в различных органах, прежде всего в печени и скелетных мышцах. При некоторых типах гликогенозов синтезируется гликоген с нарушенной структурой. Описаны 12 форм гликогенозов. Чаще всего встречаются следующие

Основные типы гликогенозов

Гликогеноз	1 типа (Крефельда-Гирке)	2 типа (Помпе)	3типа (Кори и Форбса)	4 типа (Андерсена)
Этиология	Аутосомно-рецессивное наследование	то же	то же	то же
Наследуется дефицит фермента	глюкозо-6-фосфатаза	α-1,4-глюкозидаза	амило-1,6-глюкозидаза	D-1,4-глюкан- 6-α-глюкозил-трансфераза
Нарушение структуры гликогена	Нет	Нет	Появление множества укороченных боковых цепей	Аномально длинные цепи, мало боковых ответвлений
Места накопления	Клетки печени и почек	Ткань печени, селезенки, почек, мышечная, нервная, лей-коциты, эритро-циты	Ткань печени, скелетных мышечная, нервная, лей-коциты и эритр-оциты	Ткань печени и мышц, лейкоциты
Основные проявления	Тяжелая гипогликемия	Гипотония ске-летных мышц, кардиомегалия, сердечная не-достаточность	Гипогликемия	Гипогликемия гепатомегалия цирроз пече-ни, печеноч-ная недоста-точность

Помимо приведенных выше типов, описаны более редкие, а также смешанные гликогенозы: V тип, или болезнь Мак-Ардля (Мак-Ардля - Шмида - Пирсона); VI тип, или болезнь Герса; VII тип, или болезнь Таруи; VIII тип, или болезнь Ходжина, и другие.

Нарушения промежуточного обмена углеводов

Выделяют три группы этиологических факторов, действие которых может привести к нарушению промежуточного обмена углеводов.

1. Гипоксия. Дефицит кислорода переключает клеточный метаболизм с аэробного на анаэробный тип, при котором основным источником энергии становится анаэробный гликолиз с образованием избытка молочной и пировиноградной кислот. При непродолжительной гипоксии избыток лактата и пирувата оказывает компенсаторное действие. Молочная кислота усиливает диссоциацию оксигемоглобина, расширяет коронарные сосуды. Кроме того, лактат поступает с кровью в печень (цикл Кори), где превращается при участии фермента лактатдегидрогеназы в пируват. Пируват в печени частично окисляется, а частично превращается в глюкозу (глюконеогенез). Таким образом лактат возвращается в метаболический фонд углеводов. Длительное существование избытка молочной кислоты в тканях приводит к дефициту субстрата окисления - глюкозы, что вызывает дальнейшее снижение эффективности синтеза АТФ. Дефицит макроэргов лежит в основе нарушения трансмембранного переноса ионов и повышения проницаемости мембран. В конечном итоге это приводит к значительным структурно-функциональным повреждениям в тканях, вплоть до гибели клеток.

2. Нарушения функций печени. В гепатоцитах часть молочной кислоты в норме ресинтезируется в глюкозу и гликоген. При поражении печени этот процесс нарушается, молочная кислота выходит в кровь, развивается ацидоз.

3 . Гиповитаминоз. В₁ . Витамин В₁ (тиамин) в результате процесса фосфорилирования превращается в кокарбоксилазу - простетическую группу ряда ферментов углеводного обмена. При недостаточности витамина В₁ возникает дефицит кокарбоксилазы, что приводит к подавлению синтеза ацетил-КоА из пировиноградной кислоты. Последняя накапливается и частично переходит в молочную кислоту, содержание которой в связи с этим возрастает. Торможение окисления пировиноградной кислоты снижает синтез ацетилхолина, что вызывает нарушение передачи нервных импульсов. При возрастании концентрации пировиноградной кислоты в 2-3 раза по сравнению с нормой возникают нарушения чувствительности, невриты, параличи и др. Гиповитаминоз В₁ приводит также к нарушению работы пентозофосфатного пути окисления вследствие понижения активности фермента транскетолазы.

Гипергликемические состояния

Уровень глюкозы в крови является важнейшим фактором гомеостаза. Он поддерживается на определенном уровне (3,33–5,55 ммоль/л) функцией кишечника, печени, почек, поджелудочной железы, надпочечников, жировой ткани и других органов.

Выделяют несколько типов регуляции углеводного обмена: субстратную, нервную, почечную, гормональную.

Субстратная регуляция. Основным фактором, определяющим метаболизм глюкозы, является уровень гликемии. Пограничная концентрация глюкозы, при которой продукция ее в печени равна потреблению периферическими тканями, составляет 5,5-5,8 ммоль/л. При уровне, мсньшем этого, печень поставляет глюкозу в кровь; при большем уровне, наоборот, доминирует синттез гликогена в печени и мышцах.

Нервная регуляция. Возбуждение симпатических нервных волокон приводит к освобождению адреналина из надпочечников, который стимулирует расщепление гликогена в процессе гликогенолиза. Поэтому при раздражении симпатической нервной системы наблюдается гипергликемяческий эффект. Наоборот, раздражение парасимпатических нервных волокон сопровождается усилением выделения инсулина поджелудочной железой, поступлением глюкозы в клетку и гипогликемическим эффектом.

Почечная регуляция. В клубочках почек глюкоза фильтруется, затем в проксимальных канальцах реабсорбируется энергозависимым механизмом. Величина канальцевой реабсорбции относительно постоянна, с возрастом имеется тенденция к снижению. При превышении в сыворотке уровня 8,8 - 9,9 ммоль/л глюкоза выделяется с мочой. Показатель гликемии, при котором появляется глюкозурия, называется почечным порогом. На выделение глюкозы с мочой влияет скорость клубочковой фильтрации, которая в норме составляет примерно 13 мл/мин. При снижении фильтрации при почечной недостаточности или уменьшении кровоснабжения почек глюкоза будет отсутствовать в моче даже при гликемии, значительно превышающей почечный порог, так как фильтруется меньше глюкозы и вся она успевает реабсорбироваться в проксимальных канальцах почек. В случае нефропатий с нарушением реабсорбции глюкоза может появиться в моче даже при нормогликемии. Поэтому по уровню глюкозы в моче нельзя ставить диагноз сахарный диабет.

Гормональная регуляция. На стабильность уровня глюкозы в крови влияет широкий спектр гормонов, при этом практически только инсулин вызывает гипогликемический эффект. Контринсулярным действием с повышением уровня глюкозы крови обладают глюкагон, адреналин, глюкокортикоиды, СТГ, АКТГ, ТТГ.