Углеводы играют важную роль в организме - обеспечивают возмещение утраты энергии после нагрузок и стрессов. Организм получает их из продуктов питания. Пищеварительная система разлагает сложные углеводы до простых, после чего они попадают в кровь и доставляются ею к органам и тканям, в том числе к мозгу. Биохимические процессы по выработке клетками энергии невозможны без углеводов, основным из которых является глюкоза.
Патологии обычно проявляются увеличением или снижением уровня в крови глюкозы. Нарушения углеводного обмена бывают двух видов: избыточность углеводов или их нехватка.
Симптомы нарушения углеводного обмена
По избыточному типу:
- повышенная физическая и эмоциональная активность;
- большой вес, ожирение;
- повышенное артериальное давление и сердечно-сосудистые заболевания;
- периодическая дрожь тела и конечностей;
- высокие показатели содержания в крови глюкозы;
- сухость во рту, постоянное чувство жажды.
По недостаточному типу:
- непреходящие сонливость и слабость;
- дрожание конечностей (тремор);
- одышка;
- головокружения и головные боли;
- высокое содержание в крови кетоновых тел и ацетона (кетоацидоз), сопровождающееся рвотой и комой;
- апатия, депрессивное состояние;
- низкие показатели содержания в крови глюкозы.
Чрезмерное количество углеводов вызывает такие заболевания, как ожирение, гипергликемия и сахарный диабет, а недостаточное - болезнь Гирке (неспособность перерабатывать глюкозу) и гипогликемия.
Причины нарушений углеводного обмена:
- наследственные (неспособность к выработке определённых ферментов);
- сбои в углеводной функции печени;
- патологии нервно-гормональной регуляции;
- опухоли;
- расстройство кровообращения;
- токсические поражения;
- изнуряющие физические нагрузки, неправильное питание, стресс.
Лечение нарушений углеводного обмена проводится под обязательным врачебным наблюдением и сопровождается постоянным контролем глюкозных показателей крови. Программа терапии включает в себя:
- средства, снижающие сахар (аспарт, лизпро, инсулин короткого действия, натеглинид);
- акарбоза (ингибитор α-глюкозидазы) и бигуаниды;
- лечение основного заболевания, если нарушения развились как осложнение (включая гормональную терапию и хирургические манипуляции);
- диета с пониженной калорийностью;
- умеренные контролируемые физические нагрузки, массаж;
- психотерапия;
- фитопрепараты (кровохлёбка, калина, душица, крапива, сушеница, сельдерей, череда, крушина).
Нарушение обмена углеводов происходит при расстройстве:
· Расщепления и всасывания углеводов в пищеварительном тракте. Основными причинами являются тяжелые повреждения кишечника, дефицит амилолитических ферментов, нарушение фосфорилирования глюкозы в клетках кишечной стенки (недостаточность гексокиназы). При уменьшении всасывания углеводов возникает гипогликемия и снижение массы тела, осмотическая диарея.
· Синтеза, депонирования и распада гликогена. Снижение синтеза гликогена происходит при тяжелом поражении печеночных клеток, когда нарушается их гликогенобразовательная функция (гепатиты), при гипоксии. Распад гликогена усиливается при стрессе (активация симпатической нервной системы), тяжелой мышечной работе, голодании, увеличении гормонов, стимулирующих гликогенолиз. При уменьшении в организме гликогена развивается гипогликемия, накопление кетоновых тел, интоксикация, потеря пластического материала клетками. Усиление синтеза гликогена приводит к его избыточному накоплению в печени и других органов и тканях и их повреждению. Это характерно для гликогенозов – ферментопатии (наследственный дефицит ферментов, катализирующих распад или синтез гликогена), наследуются по аутосомно-рецессивному типу.
· Обмена углеводов органах и тканях. При гипоксии (происходит анаэробный путь окисления углеводов, накопление молочной и пировиноградной кислоты, ацидоз), при гиповитаминозе В 1 (дефицит кокарбоксилазы, являющейся простетической группой ферментов углеводного обмена).
Нарушение нейрогуморальной регуляции.
Нарушение гормонального звена регуляции приводит к развитию гипогликемии или гипергликемии. Инсулин обладает гипогликемическим эффектом. Контринсулярные гормоны (глюкагон, адреналин, глюкокортикоиды, соматотропин, тиреоидные гормоны) – гипергликемическим эффектом.
Влияние нервной системы на обмен углеводов опосредуется гормонами: активация симпатической нервной системы приводит к увеличению синтеза адреналина, парасимпатической – инсулина и глюкагона, гипоталамо-гипофизарного пути – глюкокортикоидов.
Гипогликемия – синдром, развивающийся при понижении содержания глюкозы в крови ниже 3,8 ммоль/л. Причиной данного синдрома может быть понижение поступления глюкозы в кровь из печени и/или кишечника, повышение её утилизации тканями и выведения из крови, а также комбинация этих механизмов.
Виды гипогликемии:
· Инсулиновая – при передозировке инсулина у больных сахарным диабетом, при наличии инсулиномы (доброкачественной инсулинпродуцирующей опухоли).
· От недостаточности контринсулярных гормонов – гипопитуитаризм, гипокортицизм, гипотиреоз, острая недостаточность функций мозгового вещества надпочечников.
· От недостаточности расщепления гликогена – гликогенозы, при печеночной недостаточности (хронические гепатиты, цирроз печени).
· Алиментарная – общее и углеводное голодание, кишечная и энзимопатическая мальабсорбция углеводов, транзиторная гипогликемия новорожденных.
· При снижении реабсорбции глюкозы в проксимальном отделе канальцев возникает глюкозурия - при отравлении монойодацетатом и флоридзином.
· Аутоиммунные формы – инсулиномиметическое действие аутоантител к инсулиновым рецепторам.
Последствия гипогликемии:
· Гипогликемическая реакция – острое временное снижение глюкозы крови до нижней границы нормы. Возникает в результате избыточной секреции инсулина через 2-3 суток после начала голодания, либо через несколько часов после нагрузки глюкозой и проявляется легким чувством голода, мышечной дрожью, тахикардией.
· Гипогликемический синдром – стойкое понижение глюкозы крови, сопровождающееся расстройствами жизнедеятельности организма. Проявления связаны с избыточной секрецией катехоламинов (чувство голода, мышечная дрожь, потливость, тахикардия) и с расстройствами функций ЦНС (головная боль, головокружение, спутанность сознания, заторможенность, нарушения зрения).
· Гипогликемическая кома – развивается при резком снижении глюкозы крови, потеря сознания, значительные нарушения жизнедеятельности организма. От момента развития до смерти (при отсутствии адекватной помощи) проходят минуты.
Причины: передозировка инсулина, прием алкоголя, чрезмерное физическое и психическое напряжение.
Патогенез. Возникает нарушение энергообеспечения нейронов и клеток других органов из-за недостатка глюкозы, повреждаются мембраны и ферменты, возникает ионный дисбаланс, нарушается создание потенциалов покоя и действия. При снижении уровня глюкозы крови стимулируется выброс гормонов обратной регуляции (адреналин, глюкагон, кортизол, соматотропин), но при гиперинсулинемии образовавшаяся глюкоза быстро утилизируется тканями и уровень глюкозы продолжает падать. Появляются симптомы гипогликемии, обусловленные ответной реакцией на снижение глюкозы и компенсаторными реакциями на гипогликемию.
Лечение направлено на ликвидацию гипогликемии (введение в организм глюкозы), лечение основного заболевания, блокирование патогенетических звеньев гипогликемической комы, устранение симптомов (головной боли, тахикардии).
Гипергликемия – синдром, характеризующийся увеличением глюкозы крови выше нормы.
Причины: эндокринопатии, переедание, неврологические и психогенные нарушения, патология печени.
Эндокринопатии приводят к гипергликемии в результате дефицита инсулина (его эффектов) или избытка контринсулярных гормонов (их эффектов).
Избыток глюкагона может возникать в результате гиперплазии α-клеток островков поджелудочной железы, что приводит к стимуляции глюконеогенеза и гликогенолиза.
Избыток глюкокортикоидов возникает при гипертрофии или опухолях коры надпочечников, гиперсекреции кортикотропина, что приводит к активации глюконеогенеза и ингибированию активности гексокиназы.
Избыток катехоламинов (феохромоцитома) активирует гликонеогенез.
Избыток тиреоидных гормонов возникает при диффузном или узловом гормонально-активном зобе и приводит к усилению гликогенолиза и глюконеогенеза, торможению гликогенеза, активации всасывания глюкозы в кишечнике.
Избыток соматотропина (аденома аденогипофиза) активирует гликогенолиз и тормозит утилизацию глюкозы.
Недостаток инсулина см. в разделе сахарный диабет.
К неврологическим и психогенным расстройствам относятся психическое возбуждение, стрессы, каузалгии, при которых активируется симпатическая и гипоталамо-гипофизарная системы – гормоны этих систем приводят к гипергликемии.
Переедание (длительное избыточное потребление легкоусваемаемых углеводов с пищей) приводит к увеличенному всасыванию глюкозы, избыток углеводов в кишечнике стимулирует гликогенолиз в гепатоцитах.
Печеночная патология – вследствие печеночной недостаточности гепатоциты не способны синтезировать гликоген из глюкозы.
Последствия гипергликемии:
· Гипергликемический синдром – значительное повышение уровня глюкозы (свыше 10,5 – 11,5 ммоль/л), сопровождающееся расстройствами жизнедеятельности. Проявляется глюкозурией, полиурией, полидипсией, гипогидратацией и артериальной гипотензией.
· Гипергликемическая кома.
Гликогенозы – типическая форма нарушения углеводного обмена наследственного или врожденного происхождения, характеризующаяся избыточным накоплением гликогена в клетках, приводящее к нарушению жизнедеятельности организма.
Развиваются вследствие мутации генов, кодирующих синтез ферментов расщепления или образования гликогена. Это приводит к отсутствию или низкой активности ферментов гликогенолиза или синтеза гликогена. В основном гликогенозы наследуются по аутосомно-рецессивному типу.
В организме все должно работать слаженно и четко. Однако бывает так, что некоторые органы дают сбой. В данной статье хочется рассказать о том, какие существуют причины и признаки нарушения обмена веществ.
Что такое обмен веществ
В самом начале нужно разобраться с понятиями, которые будут использоваться в статье. Итак, что же такое обмен веществ? В первую очередь нужно уточнить, что иное название данного процесса - это метаболизм. По своей сути это некий набор различного рода химических реакций, главная цель которых - поддерживать жизнедеятельность организма. Иные цели и задачи обмена веществ:
- Данные процессы ориентированы на то, чтобы преобразовывать продукты питания, поступившие в организм, в ценные калории.
- Следующая цель плавно вытекает из предыдущей. Обмен веществ также «следит» за расходом преобразованных калорий.
- Метаболизм синтезирует необходимые организму гормоны и ферменты.
- Также данные процессы отвечают за выведение продуктов распада.
Обмен веществ - это процессы, которые нужно рассматривать не только на примере деятельности отдельных органов или систем, но и на клеточном уровне.
Главная причина
Если у человека обнаружено нарушение обмена веществ, причины этого могут быть самыми разными. Так, в первую очередь доктора проследят наследственность пациента. Ведь именно это чаще всего и ведет к наличию у больного данных проблем. Однако стоит сказать о том, что причины метаболизма до конца еще не изучены и исследования в данной области медицинской науки все еще активно ведутся.
Иные причины
Если говорить о такой проблеме, как нарушение обмена веществ, причины этого могут быть также следующие:
- Дисфункции различных органов (гипофиза, половых желез, надпочечников, щитовидной железы).
- Неправильный образ жизни (малоподвижность, употребление алкоголя, неправильный режим питания - голодание или чрезмерное потребление пищи).
- Нарушение обмена веществ могут спровоцировать определенные заболевания, а также стрессовые ситуации, гиподинамия, нарушения сна.
О нарушениях
Какие существуют признаки нарушения обмена веществ? Стоит сказать о том, что с подобными проблемами нужно обращаться к врачу-эндокринологу. Например, можно отправиться в Институт эндокринологии, где можно получить квалифицированную консультацию и помощь. Только специалисты смогут определить, какого именно характера происходят нарушения у пациента. Это могут быть углеводные, белковые, жировые, минеральные и др. нарушения. О чем же будет идти речь, если говорится именно о нарушении обмена веществ? Нарушается гармоничное взаимодействие важнейших веществ, которые участвуют в метаболизме. Какие в таком случае могут возникать проблемы?
- Переизбыток или недостаток веществ.
- Различные нарушения реакции пищеварения.
- Скопление промежуточных продуктов обмена.
- Неравное образование конечных продуктов обмена веществ.
Нарушение белкового обмена
Всем известно, что белок - это самый главный стройматериал человеческого организма. Вызывать проблемы с нарушением белкового обмена могут различные заболевания и патологии. Что же в таком случае будет ощущать человек? Ситуация автоматически подразделяется на две большие категории.
Избыток белка
Какой самый главный симптом нарушения обмена веществ, если есть проблемы с избыточным количеством белка? Человек обязательно будет ощущать снижение аппетита. Иные симптомы:
- Различные дисфункции кишечника. Это могут быть как поносы, так и запоры.
- Могут развиться патологии почек, в том числе и почечная недостаточность.
- При избытке белка нервная система человека находится в постоянном напряжении. Возможны нервные срывы.
- В тканях больного могут откладываться соли.
- Также возможно существенное увеличение белка в плазме крови.
Заболевания, которые вызывает избыток белка: артрит, остеопороз, подагра и ожирение.
Дефицит белка
Что же будет ощущать человек, у которого не избыток, а именно дефицит такого важного микроэлемента, как белок?
- Слабость, сонливость.
- Мышечную слабость, гипотонус.
- Ломкость ногтей, волос, ухудшение состояния кожи.
- Утрату веса (возможна потеря веса до состояния дистрофии).
- Также при дефиците белка будет снижена
- Частые инфекционные болезни, а также иммунодефицит.
Белковое нарушение обмена веществ у детей имеет также определенные симптомы. При дефиците белка у деток может быть:
- Отставание в физическом развитии.
- Отставание в умственном развитии (снижение интеллектуальных способностей).
Заболевания, которые возникают при дефиците белка: квашиоркор (основные симптомы: отечность, слабость, потеря веса) и алиментарная дистрофия (также недостаток веса и отечность, но еще и различного рода иммунодефицитные состояния).
Нарушения углеводного обмена
За что отвечают углеводы в организме? Главная их задача - питание клеток мозга и осуществление энергетической функции. Именно эти элементы компенсируют потерю сил и энергии при стрессовых ситуациях или эмоциональной нагрузке. Стоит также сказать о том, что проблемы именно с углеводным нарушением веществ сопровождают больного чаще всего пожизненно.
Избыток углеводов
Главный симптом нарушения обмена веществ при проблемах с углеводами - это колебания массы тела. При избытке углеводов она может существенно увеличиваться, при дефиците - уменьшаться. Иные показатели:
- Дрожь в теле, которая возникает непроизвольно.
- Гиперактивность.
- Гипертония (чаще всего возникает на фоне существенного повышения массы тела).
- Увеличение в крови уровня глюкозы.
- Сердечно-сосудистые патологии (чаще всего также возникают на фоне ожирения).
Заболевания, которые могут возникать вследствие избытка углеводов: ожирение и сахарный диабет.
Дефицит углеводов
Основные симптомы, которые могут возникать вследствие дефицита углеводов:
- Депрессия.
- Сонливость, слабость.
- Потеря массы тела.
- Тремор ног и рук.
- Уменьшение уровня глюкозы в крови.
Заболевания: гипогликемия и болезнь Гирке.
Нарушение обмена жиров
Жиры являются не менее важным элементом человеческого организма. Именно благодаря жирам организм поддерживает внутренний гомеостаз. Жировая ткань есть в гормонах и нервных волокнах.
Важный симптом нарушения обмена веществ при проблеме с жирами - это опять-таки изменения массы тела. Если говорить об избытке жиров в организме, человеку нередко диагностируют ожирение. Иные симптомы:
- Атеросклероз.
- Образование камней в желчном пузыре и печени.
- Проблемы с кровью: увеличение свертываемости, избыток холестерина в крови.
Если говорить о дефиците жиров в организме, можно наблюдать следующие симптомы:
- Гиповитаминоз.
- Выпадение волос.
- Кожные воспаления.
- Гормональный дисбаланс.
- Патологии почек.
Нарушение водного обмена
Какой еще есть симптом нарушения обмена веществ? Так, если нарушен именно водный обмен, у человека могут быть отеки, водянка, нередко возникает состояние шока (если речь идет об избытке в организме воды). Потеря электролитов, нарушения работы ЦНС, заболевания почек - если говорить о дефиците воды в организме.
Нарушение минерального обмена
Минералы - это биокатализаторы множественных физиологических реакций, а также стабилизаторы кислотного состояния организма. Чаще всего к минеральному нарушению обмена веществ приводят различного рода стрессовые ситуации, неблагоприятная окружающая среда, слишком быстрый темп жизни (особенно это касается жителей мегаполиса), вредные привычки, нервозность и, конечно же, неправильное питание. Если рассматривать эндокринные нарушения, симптомы проблем с минеральным обменом могут быть следующими:
- Внешние показатели: ломкость ногтей, угревые высыпания, выпадение волос.
- Бессонница.
- Снижение иммунитета.
- Ухудшение зрения.
- Расстройства стула.
- Снижение либидо.
Дети
Отдельно также надо рассмотреть нарушение обмена веществ у детей. Стоит сказать о том, что подобные проблемы могут возникать у малышей даже в самом раннем возрасте. В таком случае принято говорить о болезни, которая носит название «экссудативный диатез». Основная симптоматика:
- Красные пятна, которые появляются на теле малыша. Могут зудеть, мокнуть. Похожи на Могут также появляться гнойнички.
- Воспаления глаз ребенка, насморк (возникают проблемы со слизистыми оболочками).
Чтобы справиться с проблемами обмена веществ у деток любого возраста, достаточно просто наладить правильное питание. Если же речь идет о грудничках, исправить свой режим питания должна кормящая мама.
О видах метаболизма
Каждый человек должен знать, какой именно у него вид обмена веществ. Так, их существует три:
- Нормальный.
- Ускоренный (или же быстрый обмен веществ).
- Экономичный обмен веществ.
При нормальном метаболизме люди должны следить за режимом питания, т. к. переизбыток пищи может приводить к различного рода проблемам. Если у человека быстрый обмен веществ, в таком случае ему можно кушать все и много. А все это позволительно потому, что в их организме жиры быстрее сгорают, нежели накапливаются. Те же, у кого экономный режим обмена веществ, как говорится, «от воды полнеют». Такие люди должны с пристальным вниманием следить за своим питанием, не позволяя себе ничего лишнего. Однако как можно узнать, какой именно вид метаболизма у человека? Существует два способа.
- Провести биохимическое исследование организма. Недостаток: дороговизна процедуры.
- Провести небольшой эксперимент.
Об эксперименте
Для того чтобы узнать, какой именно вид обмена веществ присутствует у человека, не обязательно посещать Институт эндокринологии. В таком случае можно воспользоваться проверенным способом. Для этого нужно утром (лучше в воскресенье) встать, сделать все гигиенические процедуры. Пройдя на кухню, надо разогреть и быстренько скушать 300 г каши. Далее надо подождать пару минут.
- При ускоренном метаболизме выступит испарина.
- Если станет тепло, обмен веществ нормальный.
- Если же человек совершенно ничего не почувствует и не ощутит, у него экономный вид метаболизма.
Профилактика
Профилактика нарушения обмена веществ - отличный способ избежать проблем с метаболизмом. Что же в таком случае будет актуально:
- Правильное сбалансированное питание. Нужно по максимуму отказаться от крахмалистой, жирной, сладкой пищи. Нельзя переедать или же голодать. Также нужно следить за тем, чтобы организм в полном количестве потреблял все витамины и микроэлементы.
- Организм должен правильно отдыхать (важен беспрерывный 7-мичасовой сон).
- Нужно стараться избегать стрессовых ситуаций и эмоциональных перегрузок.
- Нужно полностью избавиться от всех вредных привычек.
- Также желательно избегать неблагоприятных факторов внешней среды.
В данном случае также важной окажется профилактика эндокринных заболеваний. Особенное внимание нужно уделить профилактическим мерам диабета и гипогликемии (углеводный дисбаланс).
Лечение
Итак, мы выяснили, что такое нарушение обмена веществ (симптомы). Лечение данной проблемы - вот о чем также хочется рассказать. Справиться с нарушениями метаболизма можно при помощи различного рода медикаментозных препаратов.
- Стимуляторы, в составе которых есть кофеин и теин (чаще всего их принимают спортсмены).
- Гормональные препараты, а также медикаменты, которые лечат эндокринные нарушения.
- Препараты, в основе которых есть антидепрессанты.
- Различного рода экстракты. К примеру, экстракт гуараны, который нормализирует клеточный обмен и ускоряет
Народная медицина
Важно: если у человека есть определенные проблемы с обменом веществ, в таком случае лучше всего обратиться за помощью к квалифицированному специалисту. В противном случае можно здорово навредить своему здоровью. Однако в случае, если нет возможности обратиться к медикам, можно попробовать справиться с проблемами средствами народной медицины:
- Чтобы восстановить обмен веществ, можно приготовить настой из листочков грецкого ореха. Для приготовления лекарства надо взять две чайных ложки сухих листьев, залить одним стаканом кипятка и все настаивать примерно час. Отвар надо принимать 4 раза в сутки по полстакана перед приемом пищи.
- Можно пить чай из полевого хвоща (продается в аптеке). В лекарственных целях - трижды в сутки по четверти стакана. Он поможет не только настроить обмен веществ, но и очистит организм.
- А чтобы достаточно просто регулярно посещать сауну или баню. Однако предварительно нужно убедиться, нет ли иных противопоказаний к их посещению.
Нарушение гидролиза и всасывания углеводов
Всасывание углеводов нарушается при недостаточности амилолитических ферментов желудочно-кишечного тракта (амилаза панкреатического сока и др.) либо дисахаридаз. При этом поступающие с пищей углеводы не расщепляются до моносахаридов и не всасываются. Развивается углеводное голодание.
Всасывание углеводов страдает при нарушении фосфорилирования глюкозы в кишечной стенке, возникающем при воспалении кишечника, при отравлении ядами, блокирующими фермент гексокиназу.
Гликогенозы
Гликогенозы - группа наследственных заболеваний, обусловленная недостаточностью ферментов, участвующих в синтезе или распаде гликогена.
Гликогеноз О типа (агликеноз) развивается при недостаточности гликогенсинтазы. Характеризуется резким снижением запасов гликогена в печени, наблюдается гипогликемический синдром (вплоть до развития комы). При недостаточности гликогенсинтазы больные умирают в раннем возрасте.
Недостаточность ферментов, участвующих в распаде гликогена, приводит к его накоплению в органах и тканях (таблица 5).
Нарушения промежуточного обмена углеводов
1. Гипоксические состояния (при недостаточности дыхания или кровообращения, при анемиях и др.). Анаэробная фаза превращения углеводов преобладает над аэробной. Происходит избыточное накопление в тканях и крови молочной и пировиноградной кислот. Возникает ацидоз. Нарушаются ферментативные процессы. Снижается образование АТФ.
2. Расстройства функции печени, где в норме часть молочной кислоты ресинтезируется в глюкозу и гликоген. При поражении печени ресинтез нарушается. Развиваются гиперлакцидемия и ацидоз.
3. Гиповитаминоз В 1 . Нарушается окисление ПВК, т.к. витамин B 1 входит в состав пируватдегидрогеназного комплекса. ПВК накапливается в избытке и частично переходит в молочную кислоту, содержание которой также возрастает. ПВК - яд для нервных окончаний. При увеличении ее концентрации в 2-3 раза возникают нарушения чувствительности, невриты, параличи и др. Уменьшается образование из ПВК ацетил-KoA.
При гиповитаминозе B 1 нарушается пентозофосфатный путь обмена углеводов, в частности, образование рибозы.
Таблица 5. Болезни, связанные с нарушением обмена гликогена
| Название болезни | Причины | Симптомы |
| Болезнь Гирке, гликогеноз I типа | Наследственный дефект синтеза глюкозо-6-фосфатазы в печени и почках | Увеличение печени, почек, повышение концентрации пирувата и лактата в крови, ацидоз, гипогликемия, судороги, задержка роста. |
| Болезнь Помпе, гликогеноз II типа | Отсутствие фермента a-1,4-глюкозидазы | Аномальное накопление гликогена в клетках. Мышечная слабость. Увеличиваются размеры сердца, печени, почек, селезенки. |
| Болезнь Кори, гликогеноз III типа | Снижение активности амило-(1-6)-гликозидазы и (или) гликогенветвящего фермента | Накапливается остаточный разветвленный декстрин. Задержка роста, увеличение печени, мышечная слабость вследствие накопления остаточного декстрина в мышцах. |
| Болезнь Андерсена, гликогеноз IV типа | Нарушение активности гликогенветвящего фермента | Увеличение печени, желтуха, цирроз, гипогликемия. |
| Болезнь Мак-Ардла, гликогеноз V типа | Недостаточность мышечной фосфорилазы | Скелетные мышцы увеличиваются в объеме, становятся очень плотными. Мышечная слабость, мышечные спазмы, тахикардия при физической нагрузке. |
| Болезнь Херса, гликогеноз VI типа | Недостаточность фермента печеночной фосфорилазы | Увеличение печени в результате, задержка роста, гиперлипемия, гипергликемия. |
Гипер- и гипогликемия
При некоторых состояниях можно наблюдать повышение содержания глюкозы в крови - гипергликемию , или понижение концентрации глюкозы - гипогликемию .
Для диагностики гипергликемий исследуют изменения уровня глюкозы в крови во времени, обычно после приема 50 г или 100 г глюкозы, растворенной в теплой воде, - так называемая . При оценке построенных гликемических кривых (рис. 43) обращают внимание на время максимального подъема, высоту этого подъема и время возврата концентрации глюкозы к исходному уровню.
У здорового человека после приема глюкозы содержание ее в крови нарастает, достигая максимума через 30-45 мин. Затем концентрация глюкозы в крови начинает падать и через 2 ч снижается до нормы, а через 3 ч оказывается даже несколько ниже нормы.
Для оценки гликемических кривых введено несколько показателей, из которых наиболее важное значение имеет коэффициент Бодуэна :
[(В-А)/А]х100, %,
где А - уровень глюкозы в крови натощак; В - максимальное содержание глюкозы в крови после нагрузки глюкозой.
В норме этот коэффициент составляет около 50%. Значения, превышающие 80%, свидетельствуют о серьезном нарушении обмена углеводов.
Гормональные гипергликемии возникают при нарушении функции эндокринных желез, гормоны которых участвуют в регуляции углеводного обмена.
Одна из причин гипергликемии – сахарный диабет.
Диабет 1 типа (инсулинзависимый диабет, ИЗСД) связан со снижением образования инсулина. Начинается обычно в юношеском возрасте как следствие аутоиммунного разрушения β-клеток в островках поджелудочной железы.
Диабет 2 типа начинается в зрелом возрасте, развивается постепенно. Повреждены механизмы передачи инсулинового сигнала, причем концентрация инсулина в крови может быть нормальной или даже повышенной (инсулинонезависимый диабет, ИНСД) . Рецепторы клеток-мишеней теряют способность соединяться с молекулой инсулина.
Углеводный обмен при сахарном диабете характеризуется следующими особенностями:
1. Резко снижен синтез глюкокиназы и гликогенсинтетазы, что обусловливает резкое замедление синтеза гликогена.
2. Активность глюкозо-6-фосфатазы возрастает, поэтому глюкозо-6-фосфат дефосфорилируется и поступает в кровь в виде глюкозы.
3. Затруднено прохождение глюкозы через клеточные мембраны.
4. Ускоряется глюконеогенез, т.к. инсулин подавляет активность пируваткарбоксилазы и глюкозо-6-фосфатазы.
Т.о., при сахарном диабете имеют место избыточная продукция и недостаточное использование глюкозы тканями, вследствие чего возникает гипергликемия. Содержание глюкозы в крови при тяжелых формах диабета может достигать 4-5 г/л и выше. При этом возрастает осмотическое давление крови, что ведет к обезвоживанию клеток организма. В связи с обезвоживанием глубоко нарушаются функции центральной нервной системы (гиперосмолярная кома).
Гликемическая кривая при диабете по сравнению с таковой у здоровых значительно растянута во времени (рис. 43).
Гипергликемия развивается также при повышении продукции глюкагона - гормона α-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы, который, активируя фосфорилазу печени, способствует гликогенолизу. Сходным действием обладает адреналин.
К гипергликемии ведет избыток глюкокортикоидов (стимулируют глюконеогенез и тормозят гексокиназу) и соматотропного гормона гипофиза (тормозит синтез гликогена, способствует образованию ингибитора гексокиназы).
Гипергликемия иногда наблюдается во время беременности, при органических поражениях ЦНС, расстройствах мозгового кровообращения, болезнях печени воспалительного или дегенеративного характера.
Гипогликемия связана с понижением функций тех эндокринных желез, повышение секреции которых приводит к гипергликемии. Гипогликемию можно наблюдать при гипофизарной кахексии, аддисоновой болезни, гипотиреозе, аденомах поджелудочной железы вследствие повышенной продукции инсулина. Гипогликемия может быть вызвана голоданием, продолжительной физической работой, приемом β-ганглиоблокаторов, иногда отмечается при беременности, лактации. Гипогликемия возникает при введении больным сахарным диабетом больших доз инсулина.
Глюкозурия
Глюкозурия является результатом нарушения углеводного обмена вследствие патологических изменений в поджелудочной железе (сахарный диабет, острый панкреатит и т.д.).
При тяжелых формах сахарного диабета содержание глюкозы в моче может достигать 8-10%. Осмотическое давление мочи повышается. Суточный диурез возрастает до 5-10 л и более (полиурия) . Развивается обезвоживание организма и как следствие его - усиленная жажда (полидипсия) .
Недостаточность резорбции глюкозы в почечных канальцах является причиной глюкозурии почечного происхождения.
Глюкозурия может возникнуть при некоторых острых инфекционных и нервных заболеваниях, после приступов эпилепсии, сотрясения мозга, при отравлениях морфином, стрихнином, хлороформом, фосфором.
Может быть глюкозурия алиментарного происхождения, глюкозурия беременных и глюкозурия при нервных стрессовых состояниях (эмоциональная глюкозурия).
Контрольные вопросы
1. Перечислите основные пищевые источники углеводов. Какова суточная потребность в углеводах у взрослого человека?
2. Охарактеризуйте процесс переваривания и всасывания углеводов в пищеварительном тракте.
3. Приведите схему синтеза гликогена из глюкозы, перечислите ферменты, участвующие в этом процессе.
4. Рассмотрите механизм фосфоролитического расщепления гликогена. Какова роль гликогена в поддержании гомеостаза глюкозы?
5. Каковы основные этапы гликолиза? В чем сходство и различие между аэробным и анаэробным гликолизом?
6. Какова энергетическая ценность распада глюкозы в аэробных условиях?
7. Как функционируют глицеролфосфатный челночный механизм и малат-аспартатная челночная система?
8. Какие реакции включает цикл Кори? В чем его биохимическая функция?
9. В чем сходство и различие гликолиза и брожения?
10. Что понимают под глюконеогенезом? Каковы основные стадии этого процесса?
10. Какие вещества могут быть субстратами для глюконеогенеза?
11. Каковы особенности обмена фруктозы и галактозы?
12. Какие гормоны участвуют в регуляции гомеостаза глюкозы?
13. Каков химизм пентозофосфатного пути обмена глюкозы?
14. Какова биологическая роль восстановленных форм НАДФ, образующихся в пентозофосфатном пути?
15. Перечислите известные Вам нарушения обмена углеводов на стадии переваривания и всасывания. Могут ли эти нарушения иметь наследственный характер?
16. Какие причины могут привести к возникновению гипергликемии?
17. Каковы причины сахарного диабета?
18. Какими особенностями характеризуется углеводный обмен у больных сахарным диабетом?
19. Назовите причины гипогликемии.
20. Какие причины могут вызвать появление глюкозурии?
Обновление клеток нашего организма, занятие повседневными делами, творческая деятельность и многое другое становятся возможными благодаря тому, что ежесекундно в нашем организме происходят разнообразные химические реакции, высвобождается энергия и образуются необходимые для нормальной жизнедеятельности новые молекулы. Совокупность всех этих реакций называется обменом веществ.
Хотя по большому счету обмен веществ представляет собой единое целое, для удобства специалисты разделили данное понятие на несколько составляющих. Таким образом, в настоящее время мы говорим об обмене:
- энергии,
- белков,
- жиров,
- углеводов,
- воды и минералов.
Придерживаясь этого разделения, рассмотрим симптомы нарушения обмена веществ более подробно.
Обмен белков
Белки являются одними из самых сложных структурных элементов человеческого организма. Они необходимы для обеспечения нормального дыхания, пищеварения, обезвреживания токсических веществ, нормальной деятельности иммунной системы и многих других функций, например:
- Участие в химических реакциях в качестве катализаторов. В настоящее время известно более 3 тысяч ферментов, которые по своей природе являются белковыми соединениями.
- Транспортная функция. С помощью белка гемоглобина каждая клетка нашего организма получает кислород, липопротеиды помогают «расфасовывать» и переносить жир, и т. д.
- Защита организма от инфекции. Иммунная система не смогла бы эффективно справляться с возложенными на нее задачами, если бы не было антител, которые также являются белковыми соединениями.
- Остановка кровотечения. Фибрин, фибриноген, который необходим для образования сгустка крови и последующего формирования тромба, также является белком.
- Сокращение мышц, обеспечение возможности осуществлять движения. Это возможно благодаря наличию в каждой мышечной клетке сократительных белков – актина и миозина.
- Каркас и структура. Белки входят в каркас клеточных стенок, из белков состоят волосы, ногти, белковые молекулы, они включены в состав сухожилий, связок, обеспечивают эластичность и прочность кожного покрова.
- Обеспечение функционирования организма как единого целого. Многочисленные гормоны, которые регулируют различные процессы и работу отдельных органов, также являются белками.
- Противоотечная функция. Белки альбумины защищают организм от появления так называемых голодных отеков.
- Снабжение энергией. Как известно, расщепление 1 г белка дает энергию в 4 килокалории.
Симптомы нарушения белкового обмена
Одно из проявлений нарушения обмена белков в организме - снижение минеральной плотности кости, или остеопороз.Избыток белка в организме может проявляться следующими симптомами:
- нарушения стула (запор, понос),
- снижение аппетита, его отсутствие,
- гиперпротеинемия (повышенное количество белков в плазме крови),
- развитие заболеваний почек и (им приходится выводить повышенное количество продуктов распада белка),
- развитие (для утилизации избытка белка необходим кальций, который организм берет из костей),
- отложение солей (например, при нарушении обмена нуклеиновых кислот).
Чаще всего избыток белка связан с повышенным его употреблением в пищу, когда рацион питания в основном состоит из белковых продуктов.
Симптомы дефицита белка следующие:
- отечность,
- общая и мышечная слабость,
- снижение иммунитета, проявляющееся в том, что человек чаще болеет различными бактериальными и вирусными инфекциями,
- сонливость,
- похудание вплоть до истощения и дистрофии,
- повышение уровня кетоновых тел (),
- у детей: снижение интеллекта, задержка роста и развития, возможен летальный исход.
Чаще всего : квашиоркоре, алиментарной дистрофии, а также при несбалансированном питании.
Какие анализы необходимо сдать, чтобы проверить белковый обмен?
Для того чтобы получить представление о белковом обмене, обычно назначают следующие виды анализов:
- Протеинограмма (общий белок, количество альбуминов, глобулинов, их соотношение).
- Почки: определение уровня креатинина, мочевой кислоты, остаточного азота.
- Печень: уровень мочевины, тимоловая проба.
Обмен жиров (липидов)
Липиды представляют обширную группу соединений, включающую непосредственно жиры, а также жироподобные вещества. К ним относятся:
- триглицериды,
- холестерин,
- насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты,
- фосфолипиды,
- липопротеиды,
- стерины,
- гликолипиды и пр.
В нашем организме липиды имеют следующие функции:
- Механическая защита от повреждений. Жировая ткань защищает жизненно важные органы от повреждений, смягчая возможные удары.
- Энергетическая. 1 г расщепленного жира дает 9 килокалорий.
- Теплоизоляционная. Жировая ткань достаточно плохо проводит тепло, поэтому защищает внутренние органы от переохлаждения.
- Согревающая. Бурый жир, который большей частью обнаруживается у младенцев, способен сам вырабатывать тепло и препятствовать в некоторой степени переохлаждению.
- Способствуют усвоению жирорастворимых витаминов.
- Жировая ткань является в некотором смысле эндокринным органом, вырабатывающим женские гормоны. Например, если жировая ткань в теле женщины составляет менее 15 % от массы тела, то у нее может нарушаться менструальный цикл или репродуктивная функция.
- В качестве соединений с белками (например, липопротеидов) входят в состав мембран клеток организма.
- Холестерин важен для образования стероидных гормонов, которые вырабатываются надпочечниками.
- Фосфолипиды, гликолипиды препятствуют развитию .
Симптомы нарушения липидного обмена
Избыток липидов может проявляться следующими симптомами:
- гиперхолестеринемия (избыточное содержание холестерина в крови),
- гиперлипопротеидемия (повышение в крови уровня липопротеидов низкой плотности, способствующих развитию атеросклероза),
- симптомы атеросклероза головного мозга, артерий брюшной полости («брюшная жаба»), сердца ( , инфаркт миокарда), повышение артериального давления,
- ожирение и связанные с ним осложнения.
Чаще всего избыток липидов связан с повышенным поступлением с пищей, генетически обусловленными заболеваниями (например, врожденные гиперлипидопротеидемии), эндокринной патологией ( , сахарный диабет).
Симптомы недостатка липидов следующие:
- истощение,
- развитие дефицита жирорастворимых витаминов А, D, Е, К с соответствующими симптомами,
- и репродуктивной функции,
- дефицит незаменимых ненасыщенных жирных кислот, в результате чего нарушается образование биологически активных веществ, что сопровождается следующими признаками: выпадение волос, возникновение экземы, воспалительных заболеваний кожи, поражение почек.
Чаще всего дефицит липидов встречается при голодании, несбалансированном питании, а также врожденных генетических заболеваниях, патологии пищеварительной системы.
Какие анализы необходимо сдать, чтобы проверить липидный обмен?
При нарушении обмена липидов в организме у человека развивается атеросклероз. Стандартными анализами для определения характера липидного обмена являются:
- определение уровня общего холестерина в крови,
- липопротеидограмма (ЛПВП, ЛПНП, ДПОНП, ТТГ).
Обмен углеводов
Подобно белкам и липидам углеводы являются одними из наиболее важных химических соединений. В организме человека они выполняют следующие основные функции:
- Обеспечение энергией.
- Структурная.
- Защитная.
- Принимают участие в синтезе ДНК и РНК.
- Участвуют в регуляции белкового и жирового обмена.
- Обеспечивают энергией мозг.
- Прочие функции: являются компонентами многих ферментов, транспортных белков и т. д.
Симптомы нарушения углеводного обмена
При избытке углеводов наблюдаются:
- повышение уровня глюкозы крови,
- ожирение.
Повышение уровня глюкозы имеет место в таких случаях, как:
- употребление большого количества сладостей (как правило, длится в течение нескольких часов после приема),
- повышение толерантности к глюкозе (уровень глюкозы после употребления сладкого остается повышенным более длительное время),
- сахарный диабет.
Симптомами недостатка углеводов являются:
- нарушение обмена белков, липидов, развитие кетоацидоза,
- гипогликемия,
- сонливость,
- тремор конечностей,
- снижение массы тела.
Чаще всего дефицит углеводов наблюдается при голодании, генетических дефектах, передозировке инсулина при сахарном диабете.
Какие анализы необходимо сдать, чтобы проверить углеводный обмен?
- Анализ крови на сахар.
- Анализ мочи на сахар.
- Анализ крови на гликолизированный гемоглобин.
- Тест толерантности к глюкозе.
Нарушение обмена других веществ
Нарушение обмена минералов и витаминов будет проявляться соответствующей картиной избытка или недостатка соответствующих веществ, например:
- дефицит железа – ,
- недостаток витамина Д – рахит,
- – развитие эндемического зоба и т. д.
- Нарушение пигментного обмена наиболее часто проявляется желтухой (пигмент – билирубин), симптомами порфирии.
- При избытке воды возникают отеки, а ее дефицит характеризуется жаждой, постепенным угнетением всех функций организма и последующим летальным исходом.
