Нарушение метаболизма

Метаболизм клетки

ОСНОВА:
- функции
- структуры
- реактивности
- адаптации
компенсации
- выживания

НАРУШЕНИЕ МЕТАБОЛИЗМА

Энзимопатии

Дисфункция
рецепторов

Потребность/
возможность

Катаболизм/
анаболизм
Патология печени:
Нарушение:
● синтеза
●

Нарушения углеводного обмена

Важнейшие углеводы

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ УГЛЕВОДОВ

Ф
У
Н
К
Ц
И
И

Энергетическая

Структурная

Участвуют в обеспечении осмоти-
ческого давления и осморегуляции

Пластическая

При окислении 1

НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ

Этапы которые могут иметь патогенетическую роль
1. МOTИВАЦИЯ (аппетит)

1. МOTИВАЦИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ

AНОРЕКСИЯ: отсутствие аппетита ► углеводное голодание
Последствия -

1. МOTИВАЦИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ

ПОЛИФАГИЯ (bulimia) – избыточное потребление
Последствия -

Leptina

1994,
167 aминокислот

Функции лептина

Торможение центра голода

снижение аппетита

● Стимулирует экспрессию провоспалительных

2. ПЕРЕВАРИВАНИЕ

Амилаза слюны: крахмал, гликоген
олигосахариды, мальтоза
Амилаза поджелудочная: крахмал,

МАЛЬДИГЕСТИЯ (НЕПЕРЕВАРИМОСТЬ) УГЛЕВОДОВ

Причины:
Чрезмерное потребление углеводов на фоне
относительной

Пoследствия мальдигестии углеводов:
Пoследствия метаболические:
гипогликемия и стимуляция

ВСАСЫВАНИЕ
Глюкоза печень
Фруктоза печень глюкоза
гликоген
Галактоза глюкоза крови

гликоген

ТРАНСПОРТ И ГОМЕОСТАЗИС

Качественный гомеостазис:
в портальной крови присутствуют:
глюкоза, галактоза,

Переваривание углеводов в ЖКТ

Источники глюкозы в крови

Углеводы пищи

Аминокислоты

Липиды

Гликоген

Гликогенез

Гликогенолиз

Глюконеогенез

Глюконеогенез

Глюкоза

Гипогликемические факторы:
ИНСУЛИН: стимулирует гликогеногенез;
стимулирует липогенез из глюкозы
Гипергликемические

ТИПОВЫЕ
ФОРМЫ
НАРУШЕНИЙ
УГЛЕВОДНОГО
ОБМЕНА

ГИПОГЛИКЕМИИ

ГИПЕРГЛИКЕМИИ

ГЛИКОГЕНОЗЫ

ГЕКСО- И ПЕНТОЗЕМИИ

АГЛИКОГЕНОЗЫ

Количественные сдвиги уровня глюкозы:

ГИПОГЛИКЕМИЯ
Глюкоза крови менее 4,5 mMol/L

КОМПЕНСИРОВАННАЯ ГИПОГЛИКЕМИЯ

2,7 - 4,5 mMol/L
Компенсаторные реакции:
Гипосекреция инсулина - торможение

КРИТИЧЕСКАЯ ГИПОГЛИКЕМИЯ

Гипогликемия < 2,7 mMol/L
Глюкокиназа нейронов не улавливает

ГИПЕРГЛИКЕМИЯ

► Глюкоза крови> 6,1 mMol/L
компенсированная гипергликемия - 6,1 –

Глюкоза крови в пределах 6,6 – 10 mMol/L
Компенсаторные реакции:
Гиперсекреция

ПОСЛЕДСТВИЯ КОМПЕНСИРОВАННОЙ ГИПЕРГЛИКЕМИИ

Гиперсекреция инсулина -
гиперфункция β-клеток -

КРИТИЧЕСКАЯ ГИПЕРГЛИКЕМИЯ –
(свыше 500 mg%; 27 mMol/L)

УТИЛИЗАЦИЯ ГЛЮКОЗЫ КЛЕТКАМИ

Проникновение в клетки – трансмембранный перенос:
Специфические транспортеры глюкозы:
GluT-

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ТКАНЕЙ К ИНСУЛИНУ

УТИЛИЗАЦИЯ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ
Транспорт в клетки - Glut-2 (инсулиннезависимый)
Гликогеногенез: глюкоза

УТИЛИЗАЦИЯ ГЛЮКОЗЫ В МЫШЦЕ
Транспорт в клетку – GluT4- инсулинзависимый
Гeксокиназа Глюкоза

УТИЛИЗАЦИЯ ГЛЮКОЗЫ В АДИПОЦИТЕ

Транспорт в клетку - Glut-4 (инсулинзависимый)

УТИЛИЗАЦИЯ ГЛЮКОЗЫ В МОЗГЕ

TРАНСПОРТ В КЛЕТКУ - GluT-3 инсулиннезависимый
Гексокиназа нейрона

УТИЛИЗАЦИЯ ГЛЮКОЗЫ В ЛЕЙКОЦИТЕ

Tранспорт в клетку - GluT-4 - инсулинзависимый

ОБМЕН УГЛЕВОДОВ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ

Символ, утвержденный ООН: «Объединимся против диабета»

Hyperglycemia Can Cause Serious Long-Term Problems

Этиопатогенез СД 1 типа

Повреждение
β-клеток

β-цитотропные вирусы

Нарушения
кровообращения

Химические вещества

Антитела к
β-клеткам

Абсолютная недостаточность

ОБМЕН УГЛЕВОДОВ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ ТИП I

Патогенез:
1. НЕДОСТАТОК ИНСУЛИНА

1. НЕДОСТАТОК ИНСУЛИНА :
Рецепторы глюкозы GluT-4 – неактивны:

1. НЕДОСТАТОК ИНСУЛИНА :
▬ Торможение липогенеза из Acetil CoA:

2. Избыток контр-инсулярных гормонов: глюкагона и катехоламинов
УСИЛЕНИЕ ГЛИКОГЕНОЛИЗА
обеднение печени

3. ИЗБЫТОК ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
Усиление протеолиза:
▬ атрофия органов
▬ гипорегенерация

ГИПЕРГЛИКЕМИЯ:
ГЛИКОЗИЛИРОВАНИЕ БЕЛКОВ (ферментативный процесс присоединения остатка глюкозы):
► Гемоглобина
► Апопротеинов и

ГЛИКИРОВАНИЕ БЕЛКОВ ОРГАНИЗМА

ВЫСОКАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ
ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ

УВЕЛИЧЕНИЕ ПОСТУПЛЕНИЯ
В КЛЕТКИ (ТКАНИ)

ИЗБЫТОК ГЛЮКОЗЫ
В ТКАНЯХ

Д и а б е т HbA1c

HbA1c специфический продукт присоединения глюкозы

Исследование уровня фруктозамина

Соединения белков (например альбумин) крови с глюкозой называют фруктозаминами.

Роль нарушений обмена углеводов в патогенезе СД

Дефицит инсулина

Снижение:
поступления глюкозы в инсулинзависимые

Роль нарушений обмена липидов в патогенезе СД

Дефицит инсулина

Снижение:
скорости липогенеза

↑ кетоновых тел

Активация:

Накопление избытка гликогена в клетках.
Имеет наследственный или врожденный генез.

Дефицит или отсутствие гликогена в клетках.
Имеет наследственный, врожденный или приобретенный генез.

ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ
Предрецепторная – аномалии молекулы инсулина
проинсулин не превращается в

Рецептор инсулина.
Трансмембранный.
19 хромосома
22 эксонов.

Нарушение липидного обмена

►Потребляемые жировые вещества◄
1. Триглицериды с насыщенными жирными кислотами, т.е. только с

Триглицерид – эфир глицерина и жирной кислоты.
Красный - кислород, чёрный — углерод,

Гормоны липолитические
Соматотропный гормон
Катехоламины (адреналин, норадреналин)
Тироксин
Глюкокортикоиды
Глюкагон
Половые гормоны
Адренокортикотропный гормон

ОСОБЕННОСТЬ МЕТАБОЛИЗМА ЛИПИДОВ
► СПОСОБНОСТЬ К НАКОПЛЕНИЮ
Патологические варианты:
1. Ожирение - избыточное накопление

Пример липидоза – сфинголипидоз.
Результат дефекта лизосомального фермента расщепляющего сфинголипиды (сфингомиелиназа) -

НАРУШЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЖИРОВ

А. Недостаточное потребление:
1. недостаток насыщенных жирных кислот

Б. ИЗБЫТОЧНОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ ЖИРОВ
Алиментарная гиперлипидемия -
жировая инфильтрация органов;

ПЕРЕВАРИВАНИЕ ЖИРОВ

Необходимые условия:
1. Желчные кислоты – эмульгирование жиров; образование

МАЛЬДИГЕСТИЯ ЖИРОВ (причины)
1. Избыточное потребление жиров --- относительная недостаточность липаз
2.

ПОСЛЕДСТВИЯ МАЛЬДИГЕСТИИ ЖИРОВ

Метаболические последствия:
недостаток ненасыщенных жирных кислот;
недостаток жирорастворимых витаминов;
стеаторея –

ВСАСЫВАНИЕ ЖИРОВ

1. Короткоцепочечные жирные кислоты (10 C) – (маслянная кислота из

MAЛЬАБСОРБЦИЯ ЖИРОВ

Причины:
Нарушения переваривания жиров –
отсутствие желчи, липазы

Последствия мальабсорбции жиров:
Метаболические последствия:
Энергетическая недостаточность (возместимая)
недостаточность насыщенных жирных кислот

ТРАНСПОРТ ЛИПИДОВ ЛИПИДНЫЙ ГОМЕОСТАЗИС

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ГОМЕОСТАЗИС ЛИПИДЕМИИ :
Общее содержание липидов

КАЧЕСТВЕННЫЙ ГОМЕОСТАЗИС ЛИПИДЕМИИ:
1. Хиломикроны – экзогенные липиды, фосфолипиды, холестерин, витамины
2.

Плазменные липиды в воде нерастворимы, поэтому транспортируются в кровь в форме

Мицеллы отдают свободный ХС клеткам слизистой оболочки кишечника, где экзогенный ХС

1. Хиломикроны – ХМ (ρ=0,960 г/мл)
Состоят главным образом из жиров, являются

3. Липопротеиды низкой плотности (ЛПНП), или β-липопротеиды (ρ=0,019–1,063 г/мл)
Состав: 45% холестерина,

Способностью образовывать плазменные ЛП обладают только две ткани:
1- паренхиматозные клетки печени
2-

Аро- в составе липопротеинов

Мембрана – фосфолипиды.
Ядро - триглицериды, фосфолипиды, холестерин

Недавно описан ещё один вид апопротеинов –апопротеин (а), который входит

ТРАНСПОРТ ЛИПИДОВ К КЛЕТКАМ

Липопротеины в крови:
Жиры
Липопротеинлипаза эндотелиоцитов

Патология липидного обмена

Первичная Вторичная
(врожденная) (приобретенная)
Дислипидемии – изменение состава и

Первичные гиперлипидемии

Являются самостоятельным заболеванием или синдромом.
Наиболее выраженные формы передаются по наследству,

Гиперлипопротеинемия первичная - I тип

Гиперхиломикронемия (экзогенная гиперлипидемия) – увеличение уровня

Гиперлипопротеинемия первичная - IIа тип

Увеличение уровня холестерина в составе ЛПНП.
В

Гиперлипопротеинемия первичная - IIб тип

Комбинированная гиперлипидемия:
В крови увеличивается содержание ЛПНП

Гиперлипопротеинемия первичная - III тип

Дис-β-липопротеинемия – нарушается превращения ЛПОНП в ЛПНП

Гиперлипопротеинемия первичная - IV тип

Эндогенная гиперлипидемия
Увеличение ЛПОНП при нормальном содержании

Гиперлипопротеинемия первичная - V тип

Смешанная гиперлипидемия:
Характеризуется повышением ЛПОНП, хиломикронов и

Вторичные дислипидемии (приобретенные)
I тип - гипертриглицеридемия – системная красная волчанка
IIa

НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА ХОЛЕСТЕРИНА

Поступление – недостаточное поступление – возмещается эндогенным

УТИЛИЗАЦИЯ ХОЛЕСТЕРИНА ПРИ НОРМОХОЛЕСТЕРИНЕМИИ

Специфический захват рецепторами для apoB и apoE эндотелиоцитов

ПАТОГЕНЕЗ ГИПЕРХОЛЕСТЕРИНЕМИИ
Гиперхолестеринемия семейная (наследственная) -
генетический дефект рецептора захвата холестерина-LDL

5. Гиперхолестеринемия при энзимопатий - нарушение окисления и эстерификации холестерина (образование

Семейная гиперхолестеринемия, обусловлена мутациями в гене рецептора липопротеинов низкой плотности.
Это

Нуль-мутация. ► Отсутствует белок-рецептор.
Дефект транспорта рецептора к клеточной поверхности. ► Отсутствует

Клетки
участвующие в патогенезе атероматоза:
эндотелиоциты
моноциты
соудистые миоциты
местные

Пропротеиновая конвертаза субтилизин-кексинового типа 9, или PCSK9 (англ. proprotein convertase subtilisin/kexin type 9)

Дисфункция Эндотелиоцитов:
Артериальная гипертензия – механические повреждения
Гипергликемия – гликирование белков сосудистой стенки

Моноциты:
- неспецифический захват и превращение в пенистые миоцитарные клетки;
активация

Сосудистые миоциты:
Активация миоцитов – пролиферация, иммиграция в интиму, захват

ФИБРОБЛАСТЫ:
Интерлейкины, хемокины, TNF,
факторы роста, молекулы клеточной адгезии.
Активация

Дендроциты и лимфоциты - локальное иммунное воспаление
Тромбоциты --- тромбогенез

Современная концепция атерогенеза