Причины нарушений переваривания и всасывания углеводов

6.25M

Категория:

Биология

Похожие презентации:

Обмен углеводов

Химия и обмен углеводов

Обмен углеводов

Энергетический обмен. Обмен углеводов

Углеводы и обмен углеводов

Обмен углеводов

Углеводы: функции и обмен

Углеводы

Обмен углеводов

2. План лекции 1

1. Углеводы. Биологическая роль.
2. Классификация углеводов.
3. Переваривание углеводов и всасывание
моносахаридов в ЖКТ.
4. Мальабсорбция. Лактазная недостаточность.

Углеводы–это полиоксикарбонильные
соединения.
Биологическая роль
1. Энергетическая. Она является главной.
При расщеплении глюцидов выделяется
много энергии. 1 г углеводов, окислившись,
дает 4,1 ккал энергии.

4.

2. Структурная. Углеводы являются одним из
материалов для построения стенок и оболочек
клеток, различных опорных конструкций.
3. Анаболическая. Высокомолекулярные
соединения содержат в своем составе пентозы.
Без них не обходится образование ДНК и РНК.
4. Запасающая. Продукт, синтезируемый из
глюкозы (гликоген), накапливается в
мышечной ткани и по мере необходимости
высвобождает содержащуюся в нем энергию.

5.

5. Поддержание осмотического (внутриклеточного)
давления. Содержание глюкозы напрямую влияет на
давление, создаваемое внутри клеток крови.
6. Рецепторная. Сахариды часто являются
структурным элементом клеток, отвечающих за
восприятие.

6.

КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕВОДОВ
полисахариды
Моносахариды
(глюкоза, галактоза,
фруктоза, глицеральдегид,
диоксиацетон
Гомополисахариды
(Крахмал, гликоген,
Клетчатка)
Олигосахариды
(мальтоза, лактоза
сахароза)
Гетерополисахариды
(гиалуроновая кислота
хондроитинсульфаты
кератансульфаты
гепарин и пр).

7.

Норма потребления углеводов в сутки
Для разных категорий людей в зависимости от возраста и образа жизни
отличается :
дети младше 1 года – 13 г на 1 кг массы тела;
мужчина со средним уровнем физической активности и младше 30 лет –
300-350 г в день, а старше 30 – от 250-300 г;
женщина должна потреблять сахаридов на 30-50 г меньше, чем мужчина;
при повышенной физической активности норма повышается на 40-50 г.

8.

2. Переваривание углеводов
можно разделить на полостное
и пристеночное
Ротовая полость
Со слюной сюда поступает
кальций-содержащий
фермент α-амилаза.
Оптимум ее рН 7,1-7,2,
Является эндоамилазой
расщепляет внутренние α-1,4гликозидные связи.
В ротовой полости углеводы
расщепляются до декстринов
и мальтозы. Дисахариды не
гидролизуются.

9.

Желудок
Из-за низкой рН(1,5-2,5) амилаза
инактивируется, хотя некоторое время
расщепление углеводов продолжается внутри
пищевого комка.

10.

Кишечник
В полости тонкого
кишечника (рН=7,5-8,0)
панкреатическая р-амилаза,
расщепляет внутренние
α-1,4-связи в декстринах.
Пристеночное пищеварение,
осуществляют ферменты :
мальтаза, изомальтаза,
сахараза, лактаза.
мальтаза –α-1,4-связи в
мальтозе,
изомальтаза - α-1,6-связи в
изомальтозе,
сахараза – α-1,2-связи в
сахарозе,
лактаза – β-1,4-связи в лактозе.

11.

12.

Транспорт моносахаридов в клетки слизистой оболочки
кишечника может осуществляться различными способами:
При низкой
концентрации путем
активного транспорта.
При высокой концентрации
глюкозы в просвете кишечника
она транспортируется в клетку
путем облегченной диффузии.
скорость трансмембранного
потока глюкозы зависит
только от градиента её
концентрации. Исключение
составляют клетки мышц и
жировой
ткани,
где
облегчённая
диффузия
регулируется
инсулином
(гормон
поджелудочной
железы).

13.

Транспортёры глюкозы называют
также рецепторами глюкозы.
Это трансмембранный белок, полипептидная цепь которого построена из определенного
количества аминокислотных остатков и имеет доменную структуру. Полярные домены
белка расположены по разные стороны от мембраны, гидрофобные располагаются в
мембране, пересекая её несколько раз. Транспортёр имеет участок связывания глюкозы на
внешней стороне мембраны. После присоединения глюкозы конформация белка
изменяется, в результате чего глюкоза оказывается связанной с белком в участке,
обращённом внутрь клетки. Затем глюкоза отделяется от транспортёра, переходя внутрь
клетки.

14.

Механизм активного транспорта

15. Механизм активного транспорта

Глюкоза и Nа+ соединяются с разными участками
белка-переносчика. При этом Nа+ поступает в клетку
по градиенту концентрации и одновременно
транспортируется глюкоза против градиента
концентрации. Чем больше градиент Nа+, тем больше
поступления глюкозы в энтероциты. Если
концентрация Nа+ уменьшается, транспорт глюкозы
снижается. Свободная энергия, необходимая для
активного транспорта образуется благодаря
гидролизу АТФ, связанному с натриевым насосом,
который «откачивает» из клетки Nа+ в обмен на К+.
Процесс катализируется Na+,К+-АТФазой.

16.

Глюкозные транспоpтёры (ГЛЮТ) обнаружены во всех тканях. Существует
несколько их разновидностей
Они пронумерованы в соответствии с порядком обнаружения.
Типы ГЛЮТ
Локализация в органах
ГЛЮТ-1
Преимущественно в мозге,
почках, толстом кишечнике
плаценте,
ГЛЮТ-2
Преимущественно в печени, почках, βклетках
островков
Лангерганса,
энтероцитах
ГЛЮТ-3
Во многих тканях,
плаценту, почки
включая
мозг,
ГЛЮТ-4
В мышцах (скелетной, сердечной),
(инсулинзавис жировой ткани
имый)
Содержится в отсутствие инсулина почти
полностью в цитоплазме
ГЛЮТ-5
В тонком кишечнике. Возможно, является
переносчиком фруктозы

17.

18.

Целлюлоза не расщепляется ферментами ЖКТ, но в
толстом
кишечнике
под
действием
микрофлоры гидролизуется с образованием глюкозы (75%).
Глюкоза частично используется самой микрофлорой и
окисляется до органических кислот (масляной,
молочной), которые стимулируют перистальтику
кишечника. Частично глюкоза может всасываться в
кровь.
Роль целлюлозы:
1)стимулирование перистальтики кишечника;
2)увеличение секреции кишечного сока;
3)формирование каловых масс;
4)стимуляция желчеотделения;
5)абсорбция холестерола, тяжелых металлов,
радионуклидов, что препятствует их всасыванию.

19.

Целлюлоза не расщепляется ферментами ЖКТ, но в
толстом
кишечнике
под
действием
микрофлоры гидролизуется с образованием глюкозы
(75%).
Глюкоза частично используется самой микрофлорой и
окисляется до органических кислот (масляной,
молочной), которые стимулируют перистальтику
кишечника. Частично всасывается в кровь.
Роль целлюлозы:
• стимулирование перистальтики кишечника;
• увеличение секреции кишечного сока;
• формирование каловых масс;
• стимуляция желчеотделения;
• абсорбция холестерола, тяжелых металлов,
радионуклидов, что препятствует их всасыванию.

20.

Запомнить !!!!
Нормальный уровень глюкозы в крови составляет:
3,5 — 6,0 ммоль/л
Главные потребители
глюкозы:
Мудрая сова
-нейроны головного мозга
-мышечные клетки
-эритроциты

21.

Из крови внутрь клеток глюкоза попадает при помощи облегченной
диффузии по градиенту концентрации с участием белков-переносчиков
(глюкозных транспортеров "ГлюТ").

22. Судьба глюкозы

Пищевые моносахариды
должны превратиться в
глюкозу !!!!
Цель этого процесса –
создание только одного
субстрата для реакций
метаболизма, а именно α-Dглюкозы, что позволяет
сэкономить ресурсы, не
образовывать множество
ферментов для каждого вида
моносахарида.
• После выхода в кровь,
оттекающую от кишечника,
моносахариды (глюкоза)
движутся по сосудам
воротной системы в печень,
частично задерживаются в
ней, частично выходят в
большой круг
кровообращения.

23. Причины нарушений переваривания и всасывания углеводов

1.
2.
3.
4.
5.
Энзимопатии
Заболевания поджелудочной железы
Блок фосфорилирования глюкозы
Недостаток ионов натрия
Ишемия кишечника

24. Мальабсорбция (плохое всасывание)

Это группа заболеваний, связанных с:
- нарушением переваривания углеводов в ЖКТ
(дефект ферментов);
- нарушением всасывания моносахаридов.
Примером первой группы является лактазная
(дисахаридазная) недостаточность. Известно, что
активность лактазы ниже, чем других дисахаридаз,
поэтому понижение её активности становится более
заметным.
У детей различают:
- транзиторная (до года жизни), связанная с
незрелостью фермента лактазы;
- генетическая – мутация гена, ответственного за
синтез фермента лактазы.

25.

У взрослых:
- приобретенного характера- заболевания ЖКТ(гастриты,
колиты, энтериты).
Проявления:
нерасщепленные дисахариды, поступающие в дистальные
отделы кишечника, изменяют осмотическое давление,
частично подвергаются ферментативному расщеплению
микроорганизмами, с образованием кислот, газов,
усиливается приток воды в кишечник, увеличивается
объем кишечного содержимого, увеличивается
перистальтика, появляются метеоризм, боли в животе,
диарея.
- дефект лактазы вследствие экспрессии гена. Средняя
частота данной формы в странах Европы – 7-12%, в Китае
80%, в отдельных районах Африки – 97% (исторически
сложившийся рацион питания);

26. Взаимопревращение сахаров

Поскольку в кишечнике всасываются все
поступающие с пищей моносахариды (фруктоза,
галактоза и др.), то перед организмом встает
задача превратить полученные гексозы в глюкозу
для ее дальнейшего использования в реакциях
метаболизма. Этот процесс получил название
взаимопревращение сахаров.
Реакции протекают в эпителии кишечника
и, в основном, в гепатоцитах.

27. Метаболизм галактозы

Галактоза подвергается фосфорилированию с образованием галактозо-1-фосфат.
Реакцию катализирует галактокиназа. Затем галактозо-1-фосфат взаимодействует с УДФглюкозой. Образуются УДФ-галактоза и глюкозо-1-фосфат. Реакция катализируется
глюкозо-1-фосфат- уридилтрансферазой. Глюкозо-1-фосфат может включаться в разные
метаболические пути:
- синтез гликогена;
- синтез глюкозы;
- гликолиз.
CH 2OH
CH 2OH
АТФ
O
OH
OH
АДФ
Mg2+
OH
OH
CH 2OH
O
OH
OH
Галактокиназа
OH
галактоза
АТФ
O
АДФ
2+
O
OH
Mg
Галактокиназа
OH
OPO3H2
OPO3H2
OH
OH
OH
CH 2OH
галактоза
OH
галактозо-1ф
OH
галактозо-1ф
глюкоза

28. Нарушения превращения галактозы

Нарушения обмена галактозы могут быть вызваны
генетическим дефектом одного из ферментов:
• галактокиназы, частота дефекта 1:500000;
• галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы, частота
дефекта 1:40000;
Заболевание, возникающее при этих нарушениях,
получило название галактоземия.
Дети отказываются от приема пищи.
Концентрация галактозы в крови
возрастает до 11,1-16,6 ммоль/л
(норма 0,3-0,5 ммоль/л), в крови
появляется галактозо-1-фосфат. В
моче - галактозурия, протеинурия,
гипераминоацидурия.

29.

Избыток галактозы превращается в
спирт галактитол (дульцитол), накапливающийся в
хрусталике, осмотически привлекающий сюда воду.
Изменяется солевой состав, нарушается конформация
белков хрусталика, что приводит к катаракте в
молодом возрасте. Катаракта возможна даже у плодов
матерей с галактоземией, употреблявших молоко во
время беременности.

30.

Метаболизм фруктозы

31.

32. 33. Обмен углеводов лекция 2

План лекции
1. Анэробный распад углеводов – основной
путь катаболизма глюкозы.
2. Катаболизм глюкозы в аэробных
условиях, биологическое значение.
3. Глюконеогенез. Цикл Кори.

34. Судьба глюкозы

35. 36. Источники глюкозы в крови

Гликогенолиз
Гликогенез
ГЛЮКОЗА
Глюконеогенез
Глюконеогенез

37.

Главные потребители глюкозы:
• нейроны головного мозга
• мышечные клетки
• эритроциты
Нормальный
уровень
глюкозы
составляет:
3,5 — 6,0 ммоль/л
в
крови

38. Основные пути катаболизма глюкозы

Прямой
апотомический
Пентозофосфатный
путь
Пентозы, НАДФН
Непрямой
дихотомический
аэробный
CО2, Н2О, АТФ
анаэробный
Лактат, АТФ

39.

Метаболизм глюкозы в организме
г
л
и
к
о
л
и
з
глюкоза
Глюкоза 6 фосфат
Анаэробный
ПВК
процесс
ЛАКТАТ
Ацетил ~sкоА
Аэробный процесс
Цикл Кребса
дыхательная цепь
АТФ , СО2

40.

Этапы гликолиза:
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП, в ходе
которого глюкоза фосфорилируется и
расщепляется на 2 триозы.
ЭТАП, СОПРЯЖЕННЫЙ С
СИНТЕЗОМ АТФ.

41.

Если окислению подвергается
гликолиз
гликогенолиз

42.

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП
СН2ОН
Гексокиназа
Глюкокиназа
О
ОН ОН
ОН
ОН
глюкоза
АТФ
АДФ
СН2ОРО3Н2
О
ОН ОН
ОН
ОН
глюкозо-6-фосфат

43.

2-ая реакция
СН2ОРО3Н2
О
ОН ОН
О
фосфоглюкоизомераза
ОН
ОН
глюкозо-6-фосфат
СН2ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
фруктозо-6-фосфат

44.

3-ая реакция
О
СН2О
ФосфофруктоН
киназа
ОН
ОН
ОН
ОН
ОН
АТФ
ОН
фруктозо-6-фосфат
О
АДФ
ОН
ОН
фруктозо-1,6-дифосфат

45.

4-ая реакция
О
О
альдолаза
ОН
ОН
ОН
ОН
фруктозо-6-фосфат
СН2ОРО3Н2 С - Н
|
|
С=О
+ Н-С-ОН
|
|
СН2ОН
СН2ОРО3Н2
диоксиацетонфосфат
глицеральдегид3-фосфат
95%
5%
изомераза

46.

47.

ЭТАП, СОПРЯЖЕННЫЙ С
СИНТЕЗОМ АТФ
6-ая реакция
O
2 Н3РО4 2 НАД+
С
2
H
СН-ОН
СН 2О
Р
глицеральдегид3-фосфат
O
2 НАДН + Н+
глицеральдегидфосфат
дегидрогеназа
С
2
О
~Р
СН-ОН
СН 2О
Р
1,3-дифосфоглицерат

48.

7-ая реакция
О
2
О
С - О~РО3Н2 1,3-дифосфоглицераткиназа
|
Н-С-ОН
+НОН
|
2АДФ
СН2ОРО3Н2
1,3дифосфоглицерат
2АТФ
С - ОН
|
Н-С-ОН
|
СН2ОРО3Н2
2
3-фосфоглицерат

49.

8-ая реакция
О
2
С - ОН
фосфоглицератмутаза
|
Н-С-ОН
|
СН2ОРО3Н2
3-фосфоглицерат
О
С - ОН
|
Н-С-ОРО3Н2
|
СН2ОН
2
2-фосфоглицерат

50.

9-ая реакция
О
2
С - ОН
|
Н-С-О~РО3Н2
|
СН2ОН
2-фосфоглицерат
О
енолаза
-2НОН
2
С - ОН
|
С-О~РО3Н2
||
СН2
2-фосфоенолпируват

51.

10-ая реакция
2
О
О
С - ОН
|
С-ОРО3Н2
||
СН2
С - ОН
|
С=О
|
СН3
2-фосфоенолпируват
пируваткиназа
2АДФ
2АТФ
2
пируват

52.

Важно то, что эта реакция осуществляется только в анаэробных условиях.
Эта реакция необходима клетке, так как НАДН, образующийся в 6-й
реакции, в отсутствие кислорода не может окисляться в митохондриях.
У плода и детей первых месяцев жизни преобладает анаэробный распад
глюкозы, в связи с чем уровень лактата у них выше по сравнению со
взрослыми.
О
2
С - ОН
|
С=О
|
СН3
пируват
О
Лактатдегидрогеназа
(ЛДГ)
2НАДН2
2НАД
2
С - ОН
|
Н-С-ОН
|
СН3
лактат

53.

Суммарный энергетический эффект
анаэробного окисления:
ГЛЮКОЗЫ
АТФ = - 2 + (2+2) =2
ГЛЮКОЗНОГО ОСТАТКА
ГЛИКОГЕНА
АТФ = - 1 + (2+2 )= 3

54.

Биологическая роль анаэробного
гликолиза:
Анаэробный распад глюкозы происходит в эритроцитах
(в которых отсутствуют митохондрии), в первые минуты
мышечной работы, в разных органах в условиях
гипоксии, в опухолевых клетках, белых мышцах и
сетчатке глаза для образования АТФ.
ГИПОКСИЯ

55.

2. Катаболизм глюкозы в аэробных условиях

56.

57.

Катаболизм глюкозы в аэробных условиях
Стадии аэробного гликолиза:
Распад глюкозы до пирувата;
Превращение пирувата в ацетил-КоА;
Окисление ацетил-КоА в ЦТК.
Включение НАДН2 в ЦПЭ.

58.

Превращение пирувата в ацетил-КоА состоит
из пяти последовательных реакций,
осуществляется мультиферментным комплексом,
прикрепленным к внутренней митохондриальной мембране со
стороны матрикса.
В составе комплекса насчитывают 3 фермента и 5
коферментов:
•Пируватдегидрогеназа (Е1, ПВК-дегидрогеназа), ее
коферментом является тиаминдифосфат (ТДФ), катализирует
1-ю реакцию.
•Дигидролипоат-ацетилтрансфераза (Е2), ее коферментом
является липоевая кислота, катализирует 2-ю и 3-ю реакции.
•Дигидролипоат-дегидрогеназа (Е3), кофермент – ФАД,
катализирует 4-ю и 5-ю реакции.

59.

Превращение пирувата в ацетил -КоА
Е1 Е2 Е3
CH3
2С O
ТПФ, ЛК, НАД,
ФАД, КоА
2 СО2
пируватCOOH дегидрогеназный
комплекс
пируват
O
+
2 НАДН + Н + 2 H3C С
~SКоА
ацетил-КоА
Регулируемым ферментом ПВК-дегидрогеназного комплекса является первый
фермент – пируватдегидрогеназа (Е1).
Два вспомогательных фермента –киназа и фосфатаза обеспечивают
регуляцию
активности
пируватдегидрогеназы
путем
ее
фосфорилирования и дефосфорилирования.

60.

Регуляция пируватдегидрогеназного
комплекса

61.

Схема аэробного распада глюкозы

62.

63.

-3Регуляция катаболизма глюкозы
Уровень АТФ;
Соотношение АТФ/АМФ;
Изменение активности фосфофруктокиназы (так как катализирует
наиболее медленную реакцию процесса);
Соотношение НАДН2/НАД+.

64.

Эффект Пастера
Для того чтобы аэробные организмы
могли покрыть свои энергетические
потребности в анаэробных условиях,
необходима очень большая скорость
анаэробного гликолиза и большое
количество глюкозы. При этом
наблюдается накопление молочной
кислоты.
При переходе в аэробные условия
анаэробный гликолиз и накопление
лактата прекращается, а скорость
потребления глюкозы резко угнетается.
Это явление носит название эффекта
Пастера.
Введение в организм разобщителей
тканевого дыхания и окислительного
фосфорилирования приводит к
нарушению эффекта Пастера.
Нарушение эффекта Пастера имеет
место и в опухолевых клетках.
Луи́ Пасте́р
27.12.1822 — 28.09.1895
французский микробиолог и химик

65.

Биологическая роль аэробного
гликолиза:
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ - основной путь
обеспечения клетки энергией.
АНАБОЛИЧЕСКАЯ – метаболиты
гликолиза используются для синтеза
новых соединений:
3-фосфоглицерат
АК
Ацетил-КоА
Фруктозо-6-фосфат,
Глицеральдегид-3-фосфат
ВЖК, холестерол
Рибозо-5-фосфат

66. ОбМЕН УГЛЕВОДОВ лекция 3

1. Глюконеогенез.Химизм. Биологическая роль.
2. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы.
3. Метаболизм гликогена. Гликогенозы.
4. Гипо-гипергликемия, причины.Сахарный диабет.

67. Глюконеогенез

При низком содержании углеводов в крови
(голодание, физическая работа), глюкоза
используется и наступает гипогликемия,
организм должен иметь возможность
синтезировать глюкозу и нормализовать ее
концентрацию в крови. Это достигается
реакциями глюконеогенеза.
Глюконеогенез – это синтез глюкозы из
неуглеводных компонентов: лактата, пирувата,
глицерола, аминокислот.

68.

При гипогликемии после краткосрочного
голодания, мышечной нагрузке – синтез глюкозы
происходит из лактата, поступающей из мышц.
При гипогликемии после длительного
голодания и интенсивной мышечной нагрузке –
синтез из аминокислот, образующихся при
катаболизме белков, из глицерола,
образующегося при мобилизации жиров
(триацилглицеролы).

69.

Большинство реакций глюконеогенеза протекают
за счет обратимых реакций гликолиза и
катализируются теми же ферментами. В
гликолизе существуют три необратимые реакции:
пируваткиназная, фосфофруктокиназная и
гексокиназная.
В этих реакциях происходит высвобождение энергии
для синтеза АТФ. Поэтому в обратном процессе
возникают энергетические барьеры, которые
клетка обходит с помощью реакций, катализируемых
другими ферментами.

70.

71.

72.

состоит из трех этапов

73.

74.

75.

76.

77.

78. 79. Глюкозо – лактатный цикл (цикл Кори)

Глюкозо-лактатный цикл – это циклический процесс,
объединяющий реакции глюконеогенеза и реакции
анаэробного гликолиза. Глюконеогенез происходит в
печени, субстратом для синтеза глюкозы является
лактат, поступающий в основном из эритроцитов или
мышечной ткани.
Утилизировать лактат можно только одним способом –
превратить ее в ПВК. Это происходит довольно быстро,
всего через 0,5-1,5 часа в мышце лактата уже нет. Малая
часть лактата выводится с мочой.

80.

Большая часть лактата крови захватывается
гепатоцитами, окисляется в ПВК и вступает в
глюконеогенез. Глюкоза, образованная в печени
используется самим гепатоцитом или возвращается
обратно в мышцы, восстанавливая во время отдыха
запасы гликогена. Также она может распределиться
по другим органам.

81. Пентозофосфатный путь окисления

Наиболее активно реакции пентозофосфатного пути идут в
цитозоле клеток печени, жировой ткани, эритроцитах, коре
надпочечников, молочной железе при лактации, в гораздо
меньшей степени в скелетных мышцах. Этот путь окисления
глюкозы не связан с образованием энергии, а
обеспечивает анаболизм клеток. В связи с этим у
новорожденных и детей первых лет жизни его активность
довольно высока.
В пентозофосфатном пути различают два этапа.
Окислительный путь включает две реакции дегидрирования с
участием кофермента НАДФ и реакцию декарбоксилирования. В
результате образуется НАДФН2 и рибулозо-5-фосфат.

82. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы

83.

Неокислительный путь служит для синтеза
пентоз. Реакции этого пути обратимы, поэтому из
пентоз могут образовываться гексозы.
Промежуточные продукты (фруктозо-6-фосфат,
глицеральдегид-3-фосфат) могут включаться в
пути аэробного и анаэробного окисления.

84.

Биологическая роль процесса:
- образуются пентозы, необходимые для синтеза ДНК,
РНК, НАД, НАДФ, ФМН, ФАД, АТФ цАМФ и др.;
- НАДФН – в синтезе жирных кислот, холестерола и
его производных;
- для систем антиоксидантной защиты
клетки от свободно-радикального окисления
(эритроциты).

85. Нарушение пентозофосфатного пути

Генетическая недостаточность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы отмечается примерно с частотой 1:60.
Следствием дефекта является снижение синтеза
НАДФН в клетке. Особенно существенно это влияет
на эритроциты, в которых окислительный этап
пентозофосфатного цикла является единственным
источником НАДФН. Одной из функций НАДФН –
участие в работе антиоксидантной системы, которая
необходима для нейтрализации активных форм О2,
постоянно образующихся в клетке. В частности, Н2О2
восстанавливается до воды с помощью глутатионзависимой пероксидазы. Восстановление глутатиона
катализирует редуктаза при участии НАДФН,
поставляемого пентозофосфатным шунтом.

86.

После употребления некоторых лекарственных
препаратов (сульфаниламиды, парацетамол,
аспирин, примахин), в клетках активируются
процессы свободнорадикального окисления
(внутриклеточный окислительный стресс).
Здоровая клетка, и эритроцит в том числе, довольно
легко справляются с дополнительной нагрузкой.
При недостаточности глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы
активность антиоксидантных систем ослабевает и Н2О2
накапливается в эритроците, усиливается повреждение
мембран и гемолиз до 20% эритроцитов.

87. Метаболизм гликогена

Гликоген – животный крахмал, главный
резервный гомополисахарид. Состоит из α-Dглюкозы, соединенной α-1,4 и α-1,6-гликозидными
связями (С6Н10О5)n.
М. м. от 6 000 до 1 000 000 остатков глюкозы.
Гликоген содержится во всех органах и тканях,
больше всего в печени – от 2 до 6%, в мышечной
ткани от 0,5 до 2%.

88.

Синтез
гликогена
Синтез
гликогена
инсулин
CH2OH
H
H
O
H
OH H OH
H2C O PO3H2
гексокиназа, Mg
мутаза
H
OH
H
АТФ-АДФ
глюкозо-6-фосфат
OH H OH
OH
глюкозо-6-фосфат
H OH
OH OH глюкоза
H
CH2OH
«затравка»
“glycogen
H
гликогена
H
УТФ-уридилтрансферраза
remnant”
O
H
+ УТФ
УДФ-глюкоза + (C6H10O5)pn
H
OH
- -2Н
2 H3РО
PO44
гликогенсинтаза,
OPO H
3
2
OH OH
H
глюкозо-1-фосфат
УДФ+АТФ УТФ+ АДФ
ветвящий фермент
(C6H10O5)
(С6Н10О5) p+1
n+1 + УДФ
гликоген

89.

90.

Мобилизация (распад) гликогена
или гликогенолиз активируется при
гипогликемии (голодание, мышечная работа).
При этом уровень глюкозы
крови поддерживает только печень, в которой
имеется глюкозо-6-фосфатаза, гидролизующая
фосфатный эфир глюкозы и она выходит в
кровь.
В мышечной ткани глюкозо-6-фосфатаза
отсутствует и глюкозо-6-фосфат вступает в
анаэробный гликолиз.

91.

Распад
гликогена(основной
(основнойпуть-фосфоролитический)
путь – фосфоролитический)
Распад
гликогена
фосфорилаза “a”
(C6H10O5)p
n
+H3PO4
CH2OH
H
H
O
H
OH H OPO H
3
OH OH
H
мутаза
2
глюкозо-1-фосфат
CH2OH
H2C O PO3H2
H
H
H
O
H
O
H
глюкозо-6-фосфатаза
H
OH H OH
OH H OH
-H3PO4
OH
OH OH глюкоза
H OH глюкозо-6-фосфат
H
кровь

92.

93.

Регуляция метаболизма гликогена
Метаболизм гликогена в печени, мышцах и
других клетках регулируется несколькими
гормонами, одни из которых активируют синтез
гликогена, а другие – распад гликогена. При
этом в одной клетке не могут идти одновременно
синтез и распад гликогена – это противоположные
процессы. Синтез и распад исключают друг друга
или, по-другому, они реципрокны.

94.

Активность ключевых ферментов метаболизма
гликогена гликогенфосфорилазы и гликогенсинтазы изменяется в зависимости от присутствия в
составе фермента фосфорной кислоты – они активны
либо в фосфорилированной, либо
в дефосфорилированной формах.

95.

Гормоны адреналин (интенсивная мышечная
нагрузка) и глюкагон (между приемами пищи) через
аденилатциклазную систему активируют
(фосфорилируют) фосфорилазу «в», которая
становится активной и вызывает распад гликогена.
Одновременно эти гормоны фосфорилируют
гликогенсинтазу которая в фосфорилированной
форме неактивна и синтез гликогена прекращается.

96.

97.

Инсулин дефосфорилирует активную
фосфорилазу «а» в неактивную фосфорилазу «в»
и распад гликогена не происходит.
Одновременно инсулин дефосфорилирует
гликогенсинтазу. Она становится активной и в
клетке идёт синтез гликогена.

98.

Гликогенозы – наследственные заболевания, связанные
с дефицитом или полным отсутствием ферментов,
участвующих в распаде гликогена, гликоген
накапливается в различных органах и тканях.
Гликогенозы делят на печеночные, мышечные
и смешанные формы.
Печеночные гликогенозы.
Гликогеноз I типа или болезнь Гирке
обусловлен дефектом глюкозо-6-фосфатазы. Из-за того,
что этот фермент есть только в печени и почках,
преимущественно страдают эти органы. Даже у
новорожденных детей наблюдаются гепатомегалия и
нефромегалия. У больных отмечается гипогликемия и,
как следствие, кетонемия, метаболический ацидоз,
кетонурия.

99.

Гликогеноз IV типа (болезнь Андерсена),
связанный с дефектом ветвящего фермента.
Гликогеноз VI типа (болезнь Херса), связанный с
дефицитом печеночной фосфорилазы гликогена
встречаются довольно редко.
Мышечные гликогенозы.
Гликогеноз V типа (болезнь Мак-Ардля) –
отсутствие мышечной фосфорилазы. При тяжелой
мышечной нагрузке возникают судороги,
миоглобинурия, хотя легкая работа не вызывает
каких-либо проблем.

100.

Смешанные гликогенозы
Гликогеноз II типа (болезнь Помпе) –
поражаются все гликогенсодержащие клетки из-за
отсутствия лизосомальной α-1,4-глюкозидазы,
поэтому данная болезнь относится к лизосомным
болезням накопления. Происходит накопление
гликогена в лизосомах и в цитоплазме.
Заболевание составляет почти 10% всех
гликогенозов и является наиболее
злокачественным. Больные умирают в грудном
возрасте из-за кардиомегалии и тяжелой
сердечной недостаточности.

101.

Агликогенозы – заболевания, связанные с
отсутствием ферментов, участвующих синтезе
гликогена. Например, при дефиците
гликогенсинтазы наблюдаются: резкая
гипогликемия натощак, особенно утром, рвота,
судороги, потеря сознания, умственная отсталость.
Лечение – частое кормление.

102. Глюкоза в крови строго регулируется

Все гормоны, кроме инсулина, влияя на печень,
увеличивают гликемию.
Инсулин единственный гормон, который понижает
уровень глюкозы крови. При его влиянии глюкозу
усиленно поглощают мышцы и жировая ткань.
Механизм действия инсулина:
- активация белков-транспортеров ГлюТ4 на мембране;
- активация синтеза глюкокиназы и гексокиназы;
- активация и стимуляция синтеза ферментов гликолиза –
фосфофруктокиназы, пируваткиназы.

103.

- активация гликогенсинтазы и стимуляция ее синтеза;
- активация глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы
пентозофосфатного пути;
- ингибирование синтеза ферментов глюконеогенеза.
Механизм действия глюкагона:
- активация гликогенфосфорилазы;
- стимуляция синтеза ферментов глюконеогенеза.
Адреналин активирует гликогенфосфорилазу.
Глюкокортикоиды:
- стимуляция синтеза ферментов глюконеогенеза.

104. Гипергликемические состояния

Это состояния, при которых концентрация глюкозы в
крови более 6 ммоль/л.
Физиологические:
- алиментарные – связаны с приемом пищи и
продолжаются в норме не более 2 часов после еды;
- нейрогенные – нервное напряжение;
- гипергликемия беременных – связана с относительной
недостаточностью инсулина при увеличении массы тела
и потребностью плода в глюкозе.

105.

Патологические:
- при заболеваниях гипофиза, коры и мозгового слоя
надпочечников, щитовидной железы, связанных
с избытком гликемических гормонов (Базедова
болезнь, болезнь Иценко – Кушинга);
- при органических поражениях ЦНС;
- поражении β-клеток поджелудочной железы
(сахарный диабет).

106. Гипогликемические состояния

Это состояния, при которых концентрация глюкозы в
крови ниже 3,5 ммоль/л. Физиологические:
- голодание;
- мышечная нагрузка.
Патологические:
- передозировка инсулином;
- инсулинома (инсулинпродуцирующая опухоль);
- гликогенозы;
- недостаток гликемических гормонов (болезнь
Аддисона, микседема);
- гельминтозы, дисбактериозы.

107. Сахарный диабет

Это заболевание, возникающее вследствие абсолютного или
относительного дефицита инсулина. Основые формы сахарного
диабета (СД): диабет I типа – инсулинзависимый (ИЗСД), и
диабет II типа – инсулиннезависимый (ИНСД).
ИЗСД – заболевание, вызванное разрушением β-клеток
поджелудочной железы, вирусными инфекциями (вирус оспы,
краснухи, кори, эпидемический паротит и др.) При СД возникает
гипергликемия, глюкозурия (выделение глюкозы с мочой).
Почечный порог для глюкозы равен 9-10 ммоль/л.

108.

Роль инсулина

109.

Ранние проявления СД
Полиурия – повышенное мочеотделение (3-4л в
сутки и выше), т.к. глюкоза повышает
осмотическое давление.
Полидипсия – жажда, сухость во рту, вследствие
потери воды.
Полифагия – испытывают голод, часто едят, но
теряют в массе тела, т.к. глюкоза не является
источником энергии - «голод среди изобилия».
Данной формой диабета страдают люди
молодого возраста (до 40 лет).

110.

ИНСД – возникает в результате относительного
дефицита инсулина вследствие:
- снижения секреции инсулина;
- повышения катаболизма инсулина;
- дефекта рецепторов инсулина.
Поражает людей старше 40 лет, характеризуется
высокой частотой семейных форм.

111. Поздние осложнения СД

Осложнения связаны с гликозилированием белков.
Гликозилирование коллагена ведет к уменьшению его
прочности, растворимости, повышению проницаемости
сосудистой стенки (ангиопатии). Макроангиопатии поражения крупных и средних сосудов сердца, мозга,
нижних конечностей (гангрена). Микроангиопатии мелких сосудов и проявляется в форме нефро-, нейро- и
ретинопатии (слепота).
Гликозилированные липопротеины, накапливаясь в
сосудистой стенке, приводят к развитию
гиперхолестеролемии, образованию
атеросклеротических бляшек, атеросклерозу.

English Русский Правила