Параграф 37. глюкоза крови

Автор текста – Анисимова Елена Сергеевна.
Авторские права защищены. Продавать текст нельзя.
Курсив не зубрить.

Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru
https://vk.com/bch_5

Параграф 37:
«ГЛЮКОЗА КРОВИ: регуляция гормонами гликемии, отклонения от нормы».
Для лучшего понимания см. сначала п.31-35, 27, а после 37-го – п. 102, 103, 105, 107.

37.1. ПУТИ РАСХОДА (использования) глюкозы крови.
В первую очередь глюкоза из крови должна поступать в клетки головного мозга и эритроциты,
поскольку для эритроцитов глюкоза является единственным субстратом для выработки АТФ,
а для клеток головного мозга хоть и не единственным (есть ещё кетоновые тела), но обязательным (без глюкозы кетоновые тела не могут использоваться – см. п. 32. И п.47).
37. 1. 1. Использование глюкозы В ЭРИТРОЦИТАХ.
В эритроцитах (см. п.121) основной путь использования глюкозы – анаэробный гликолиз для выработки АТФ способом субстратного фосфорилирования и для получения НАДН для поддержания иона железа гемма гемоглобина в состоянии 2+.
Второй способ использования глюкозы в эритроцитах – пентозофосфатный путь (вариант пентозный цикл – см. п.35) для  получения НАДФН для предотвращения разрушения эритроцитов (гемолиза) из-за активных форм кислорода – см. п.27 и п.121.

37. 1. 2. Использование глюкозы В НЕЙРОНАХ.
В головном мозге главный путь использования глюкозы – гликолиз до пирувата, затем ПДГ, ЦТК, ДЦ, то есть аэробный обмен глюкозы. Его основное назначение – выработка АТФ для работы нервных клеток.
Кроме этого, глюкоза используется нейронами для пентозофосфатного пути для получения продуктов пути – НАДФН и рибозо-5-фосфата (см. п.35).
НАДФН используется нейронами для защиты от разрушения активными формами кислорода и для реакций гидроксилирования при синтезе некоторых нейромедиаторов (см. п.63 – тирозин в ДОФА и далее в дофамин и норадреналин, фенилаланин в тирозин, триптофан в серотонин и мелатонин);
рибозо-5-фосфат используется нейронами для синтеза РНК для синтеза белков белков (см. п.82) в нейронах – рецепторов нейромедиаторов, ферментов синтеза медиаторов и т.д.
Кроме этого глюкоза используется для синтеза мономеров для гликопротеинов – см.п. 39.
Транспорт глюкозы в клетки головного мозга и эритроциты считается инсулино/независимым.

37. 1. 3. Пути использования глюкозы крови остальными клетками.
Транспорт глюкозы в большинство клеток стимулируется ИНСУЛИНОМ (эти клетки называются инсулинозависимыми), поэтому при дефиците инсулина или его действия при сахарном диабете (п.102 и 103) эти клетки недополучают глюкозу, а в крови образуется избыток глюкозы (гипергликемия).

Основные пути использования глюкозы остальными клетками
– гликолиз для получения АТФ (см. п. 32), пентозофосфатный путь. Большинство клеток используют НАДФН для защиты от разрушения активными формами кислорода, рибозо5-фосфат для синтеза РНК для синтеза белков, НАДФН вместе с рибозо-5-фосфатом образуются в клетках для пролиферации.
В клетках, синтезирующих стероидные гормоны (клетки коры надпочечников и половых желёз), НАДФН используется для синтеза гормонов (реакции гидроксилирования).

37. 1. 4. В печени
(наряду с гликолизом и ПФП в этих тканях)
(п. 117) НАДФН (п.35) используется для синтеза жирных кислот (п.46), холестерина (п.49-51), процессов гидроксилирования при синтезе желчных кислот и при активации витамина Д (превращение в кальциол в кальцидиол).
Рибозо-5-фосфат используется для синтеза РНК для синтеза белков, ферментов гепатоцитов, а также для синтезе гликопротеинов, секретируемых в кровь и составляющих фракцию глобулинов (см. п.39).
Для синтеза углеводного компонента гликопротеинов используется глюкоза.
Избыток глюкозы в печени превращается в жир (см. 32, 46, 44): гликолиз до пирувата, ПДГ превращает пируват в ацетилКоА, из ацетилКоА синтезируются жирные кислоты, из жирных кислот и глицерина – жир.

37. 1. 5. Использование глюкозы в печени и мышцах
наряду с гликолизом и ПФП в этих тканях
глюкоза используется ДЛЯ СИНТЕЗА ГЛИКОГЕНА для его расщепления при голоде и работе (п.31).
Кроме этого, глюкоза используется для синтеза кислых гетерополисахаридов соединительной ткани (см. п.38 и п.122).

37. 1. 6. РЕГУЛЯЦИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ глюкозы клетками.
Транспорт глюкозы
Транспорт глюкозы в клетки головного мозга и эритроциты считается инсулино/независимым.
Транспорт глюкозы в большинство клеток стимулируется ИНСУЛИНОМ (транспорт глюкозы в эти клетки называется инсулинозависимым),
поэтому при дефиците инсулина или его действия при сахарном диабете (п.102 и 103) эти клетки недополучают глюкозу, а в крови образуется избыток глюкозы (гипергликемия).
Пути использования глюкозы – гликолиз и пентозофосфатный путь (во всех клетках) и синтез гликогена в мышцах и печени, синтез гетерополисахаридов.

Большинство путей использования глюкозы в клетках стимулируются ИНСУЛИНОМ (гликолиз, пентозофосфатный путь во всех клетках, синтез гликогена в печени и мышцах) за счёт повышения инсулином синтеза ключевых ферментов процесса (то есть за счёт индукции).
Катехоламины (КА) адреналин (А) и норадреналин (НА) стимулируют гликолиз в мышцах, но тормозят его в печени.
А, НА, ГКС и глюкагон (ГГ) подавляют синтез гликогена за счёт подавления активности (КА, ГГ) ключевых ферментов, или за счёт подавления синтеза (ГКС) ключевых ферментов процесса (то есть за счёт репрессии).

37.3. ВЛИЯНИЕ процессов в ПОЧКАХ на уровень глюкозы в крови.
При прохождении крови через почки глюкоза поступает из крови в первичную мочу в результате фильтрации крови клубочками.
Затем почти вся глюкоза поступает обратно в кровь из первичной мочи благодаря обратному всасыванию (которое называется реабсорцией) в канальцах, за счёт чего во вторичной моче глюкозы в норме нет.
Нарушение этих процессов может привести к изменениям уровня глюкозы в крови.
При повреждении клубочков может нарушаться фильтрация, что может привести к снижению поступления глюкозы из крови в первичную мочу – это может привести к сильному повышению уровня глюкозы в крови – к сильной гипергликемии, которая может привести к коме – см. п.103.
При повреждении канальцев (при тубулопатиях) может нарушаться обратное поступление глюкозы из первичной мочи в кровь (то есть реабсорция глюкозы), что может привести к тому, что глюкоза обнаружится во вторичной моче (то есть к глюкозурии), а уровень глюкозы в крови из-за этого может стать ниже нужного.
При повышенном уровне глюкозы в крови (при концентрации глюкозы в крови около 9 ммоль/л) реабсорбируется не вся глюкоза, которая поступила в первичную мочу, а только необходимая часть, а остальная (лишняя глюкоза) остаётся в моче, что приводит к глюкозурии.
Таким образом, присутствие глюкозы в моче может иметь разные причины – как нарушение реабсорбции при повреждении канальцев, так и избыток глюкозы в крови (около 9).

37.4. ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ глюкозы в кровь.
Основной орган, поставляющий глюкозу в кровь – это ПЕЧЕНЬ.
Поэтому при печёночной недостаточности уровень глюкозы может быть ниже нужного.
Основные источники глюкозы – всасывание из кишечника, гликоген и ГНГ.

1. При нормальном питании глюкоза поступает в печень с током крови ИЗ КИШЕЧНИКА (см. п.30), в котором образуется при переваривании углеводов пищи (крахмала и дисахаридов). Кроме этого, глюкоза может образовываться в печени из галактозы и фруктозы, поступающих в печень после переваривания лактозы молока и сахарозы.
Поэтому сниженное всасывание в кишечнике (синдром мальабсорбции) может быть причиной сниженного уровня глюкозы в крови даже при нормальном питании.

2. При отсутствии пищи глюкоза образуется в печени ЗА СЧЁТ РАСЩЕПЛЕНИЯ ГЛИКОГЕНА (п.31), стимулируемого гормонами глюкагоном, КА и ГКС.

3. При отсутствии пищи в течение полусуток глюкоза образуется в печени (а также в почках и тонком кишечнике) В ПРОЦЕССЕ ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА – это требует витаминов биотин, В6 и витаминов ЦТК (В1, В2, РР, пантотенат, липоевая), так как эти витамины участвуют в реакциях образования глюкозы из аминокилот (см. п.64 и 65).
Источником аминокислот при голоде является распад белков мышц, печени, плазмы и т.д., стимулируемый глюкокортикостероидами (см. п.107).
ГНГ может обеспечивать организм глюкозой около двух месяцев (если нормальная печень и т.д.). За это время организм массой 70 кг теряет около 6 кг белков. После этого, если человек не возвращается к нормальному питанию, наступает смерть, поскольку дальнейшая потеря белков несовместима с жизнью, а жить ез глюкозы организм тоже не может.

37.5. Эффекты и механизмы действия гипо- и гипергликемических гормонов.
Гликемией называют концентрацию глюкозы в крови (-емия).
Нормальная гликемия – от 3,3 ммоль/л до 5,5 ммоль/л.
Пониженную гликемию (менее 3,3) называют ГИПОгликемией, а повышенную (олее 5,5) – ГИПЕРгликемией.
Гипогликемия и гипергликемия возникают вследствие нарушения баланса между процессами использования глюкозы и образования глюкозы, в том числе вследствие нарушения регуляции гормонами.
Нормальная гликемия обеспечивается равновесием между процессами использования глюкозы в клетках (и её транспорта в клетки из крови) и её образования и поступления в кровь; это равновесие поддерживается гормонами.

37. 5. 1. ГИПОгликемичекие гормоны
– это гормоны, под влиянием которых возникает гипогликемия, которые снижают уровень глюкозы в крови. Но не те, которые вырабатываются при гипогликемии в ответ на неё.
Главный представитель гипогликемических гормонов – это ИНСУЛИН.
Инсулин приводит к гипогликемии за счёт подавления процессов образования глюкозы (распада гликогена в печени до глюкозы п.31 и глюконеогенеза п.33)
и стимуляции процессов использования глюкозы клетками (транспорта глюкозы в клетки большинства тканей, гликолиза, пентозофосфатного пути, синтеза гликогена в печени и мышцах и жира в печени).
Подавляет за счёт репрессии, а стимулирует за счёт индукции – п.85 и п.7.
При дефиците инсулина или его действия на клетки при сахарном диабете (п.103) инсулин не подавляет процессы образования глюкозы и не стимулирует процессы использования глюкозы, что приводит к гипергликемии.
При избытке инсулина (из-за передозировке или при гиперпродукции инсулина при инсулиноме) подавление инсулином образования глюкозы слишком сильное, а также слишком сильная стимуляция использования глюкозы, что приводит к гипогликемии, в том числе опасной для жизни – см. гипогликемическая кома в п.103.
В норме инсулин секретируется в кровь для снижения гликемии при гипергликемии при сытости и в покое.
 
37. 5. 2. ГИПЕРгликемические гормоны –
это гормоны, под влиянием которых возникает гипергликемия.
Представители  гипергликемических гормонов – это гормоны стресса ГКС, катехоламины адреналин и норадреналин, гормон голода глюкагон, йодтиронины.

Гипергликемические гормоны приводят к гипергликемии за счёт усиления процессов образования глюкозы (распада гликогена в печени до глюкозы п.31 и глюконеогенеза п.33)
и подавления процессов использования глюкозы клетками (гликолиза, синтеза гликогена и жира).
Подавляют за счёт репрессии, а стимулируют за счёт индукции – п.85 и п.7.
При дефиците этих гормонов или их действия на клетки при гипогликемия может не возникнуть, поскольку гипергликемических гормонов несколько – и дефицит всех этих гормонов сразу маловероятен. Хотя недостаточность надпочечников может привести к дефициту разу нескольких из них – ГКС и адреналина.
При избытке гипергликемических гормонов (из-за их гиперпродукции синтезирующими их клетками) усиление ими образования глюкозы слишком сильное, а также слишком сильное подавление использования глюкозы, что приводит к гипергликемии – см. «стероидный диабет» в п.107.

37. 6. Гипогликемия в клинике – последствия и причины, способы коррекции.
Последствия гипогликемии – головокружение, обморок, кома, смерть (если не успеть принять меры, то есть не съесть сладкое, пока в сознании, или не сделать инъекцию глюкозы, если человек без сознания).
Последствия обусловлены тем, что при низком уровне глюкозы в крови её не хватает для питания эритроцитов и головного мозга – для выработки в них АТФ при гликолизе.
Кроме того, при гипогликемии глюкозы не хватает клеткам и для других процессов – для ПФП (п.35), для синтеза гетерополисахаридов (п.38 и 39).

Причина гипогликемии – повышенное потребление глюкозы клетками и сниженное образование глюкозы.
Причины этого:
1 – ИЗБЫТОК ИНСУЛИНА при его передозировке или при его гиперпродукции при инсулиноме,
2 – дефицит гипергликемичеких гормонов (при недостаточности надпочечников),
3 – сниженное поступление глюкозы из кишечника из-за:
3.1 – из-за снижения всасывания в кишечнике (при энтеритах, например, СНПВ, спру – см. п.62),
3.2 – из-за недостаточного поступления в кишечник пищи, то есть ПРИ ГОЛОДАНИИ (обусловленная нарушением питания гипогликемия называется алиментарной),
4 – нарушение работы ПЕЧЕНИ (поскольку больная печень не может в нужных количествах образовывать глюкозу и поставлять её в кровь),
5 – АЛКОГОЛЬ, поскольку его приём снижает активность ГНГ,
6 – наследственные заболевания, при которых снижена активность процессов, при которых образуется глюкоза – гликогенозы и агликогенозы (п.31)
7 – дефицит витаминов, необходимых для ГНГ – биотина,
8 – 2-я фаза патологии ЦНС.

37. 7. Гипергликемия в клинике – последствия, причины, способы коррекции.
Гипергликемия – это повышение концентрации глюкозы в крови свыше 5,5 ммоль/л.
37. 7. 1. Последствия гипергликемии (см. п. 103) –
при сильной гипергликемии (см. п.103) возникает риск развития комы, которая называется гиперосмолярной (но не гипергликемической), поскольку возникает из-за созданного глюкозой в крови повышенного осмотического давления, то есть из-за того, что избыток глюкозы в крови «тянет» из тканей слишком много воды в сосуды;
такая кома бывает у диабетиков при значительной почечной недостаточности, поскольку у здоровых почки предотвращают повышение глюкозы сверх 9 ммоль/л за счёт снижения реабсорбции и глюкозурии.
При не столь сильной гипергликемии тоже есть опасность для жизни, но не столь острая.
При умеренной гипергликемии происходит ряд вредных для организма событий из-за того, что при избытке глюкозы в крови увеличивается неферментативное присоединение  глюкозы к разным белкам (в крови, на поверхности клеток сосудов), которое называется ГЛИКОЗИЛИРОВАНИЕМ БЕЛКОВ, а также часть глюкозы превращается в СОРБИТОЛ.
Не путайте это патологическое гликозилироване при гипергликемии с нормальным гликозилированием при синтезе гликопротеинов (п.39, 83).
Накопление сорбитола в тканях приводит к их «набуханию» за счёт способности сорбитола «притягивать» воду; это нарушает работу клеток.
Гликозилирование белков:
препятствует нормальному функционированию белков
(нарушение работы антител приводит к СНИЖЕНИЮ ИММУНИТЕТА,
нарушение работы гемоглобина приводит к нарушению доставки кислорода в ткани, к гипоксии – см. 32),
меняет антигенные свойства белков (то есть антитела организма могут «посчитать» гликозилированные белки чужими и запустить иммунные ответ на клетки с глиокозилированными белками – см. аутоиммунные процессы и болезни).
Гликозилирование белков вместе с накоплением сорбитола приводит к ПОВРЕЖДЕНИЮ СОСУДОВ И НЕРВОВ (см. п. 103), что приводит
1 – к ухудшению ЗРЕНИЯ,
2 – развитию почечной недостаточности (см. п. 90),
3 – нарушению чувствительности (из-за повреждения нервов),
4 – нарушению трофики конечностей.

37. 7. 2. Причина ГИПЕРгликемии –
сниженное потребление глюкозы клетками и повышенное образование глюкозы.
Причины этого:
1 – ДЕФИЦИТ ИНСУЛИНА при недостаточности ;-клеток поджелудочной железы или его действия на клетки при сахарном диабете (103),
при некрозе поджелудочной железы (панкреонекрозе),
2 – избыток гипергликемичеких гормонов при их гиперпродукции: ЙТ при тиреотоксикозе, СТГ при акромегалии и гигантизме (при их гиперпродукции), ГКС при кушингизме или лечении ими и т.д.
3 – 1-я фаза патологии ЦНС,
4 – нарушение выведения почками в первичную мочу (нарушение фильтрации) при почечной недостаточности,
5 – переедание – избыточное поступление в организм при избытке пищи; обусловленная перееданием гипергликемия называется АЛИМЕНТАРНОЙ.