Carbohydrate của mô và thức ăn - chuyển hóa và chức năng (hóa sinh)

Carbohydrate là một phần của cơ thể sống và cùng với protein, lipid và axit nucleic, xác định tính đặc trưng của cấu trúc và chức năng của chúng. Carbohydrate tham gia vào nhiều quá trình trao đổi chất, nhưng trên hết chúng là chất cung cấp năng lượng chính. Carbohydrate chiếm khoảng 75% trọng lượng của thức ăn hàng ngày và hơn 50% nhu cầu calo hàng ngày. Carbohydrate có thể được chia thành 3 nhóm chính tùy thuộc vào số lượng các đơn phân cấu tạo của chúng: monosaccharide; oligosaccharid; polisaccarit.

Theo chức năng của chúng, carbohydrate có thể được chia thành hai nhóm có điều kiện:

1. Carbohydrate với chức năng chủ yếu là năng lượng. Chúng bao gồm glucose, glycogen và tinh bột.

2. Carbohydrate với chức năng cấu tạo là chủ yếu. Chúng bao gồm glycoprotein, glycolipid, glycosaminoglycans, trong thực vật - chất xơ.

Carbohydrate thực hiện một số chức năng quan trọng:

1. Năng lượng.

2. Cấu trúc - là một phần của màng, glycosaminoglycans được tìm thấy trong mô liên kết, pentoses là một phần của axit nucleic.

3. Trao đổi chất - các hợp chất thuộc các lớp khác có thể được tổng hợp từ cacbohydrat - lipit, axit amin, v.v.

4. Bảo vệ - là một phần của globulin miễn dịch.

5. Receptor - là một phần của glycoprotein, glycolipid.

6. Đặc hiệu - heparin, v.v.

Bảng 16.1. Carbohydrate thực phẩm (300-500 g mỗi ngày)

Chất xơ (chất xơ) là một thành phần của tế bào thực vật không bị phân hủy bởi các enzym của cơ thể động vật. Thành phần chính của chất xơ là cellulose. Lượng chất xơ được khuyến nghị hàng ngày là ít nhất 25 gram.

Vai trò sinh học của chất xơ

1. Được sử dụng bởi hệ vi sinh đường ruột và duy trì thành phần bình thường của nó.

2. Hấp thụ nước và giữ nó trong khoang ruột.

3. Tăng khối lượng phân.

4. Bình thường hóa áp lực lên thành ruột.

5. Liên kết một số chất độc hại hình thành trong ruột, đồng thời hấp phụ các hạt nhân phóng xạ.

Tiêu hóa carbohydrate

Nước bọt chứa enzym α-amylase, enzym này phân cắt các liên kết α-1,4-glycosidic trong các phân tử polysaccharid.

Quá trình tiêu hóa phần lớn carbohydrate xảy ra ở tá tràng dưới tác dụng của các enzym dịch tụy - α-amylase, amyl-1,6-glycosidase và oligo-1,6-glycosidase (end dextrinase).

Các enzym phân cắt các liên kết glycosidic trong các disaccharid (disaccharidaza) tạo thành các phức hợp enzym khu trú trên bề mặt ngoài của màng tế bào chất của tế bào ruột.

Phức hợp sucrase-isomaltase - thủy phân sucrose và isomaltose, tách các liên kết α-1,2 - và α-1,6-glycosidic. Ngoài ra, nó có hoạt tính maltase và maltotriase, thủy phân các liên kết α-1,4-glycosidic trong maltose và maltotriose (một trisaccharide hình thành từ tinh bột).

Phức hợp glycoamylase - xúc tác quá trình thủy phân liên kết α-1,4 giữa các gốc glucose trong olisaccharide, hoạt động từ đầu khử. Nó cũng phân cắt các liên kết trong maltose, hoạt động giống như maltase.

Phức hợp β-glycosidase (lactase) - phân cắt các liên kết β-1,4-glycosidic trong lactose.

Trehalase cũng là một phức hợp glycosidase thủy phân các liên kết giữa các monome trong trehalose, một disaccharide có trong nấm. Trehalose bao gồm hai gốc glucose được liên kết bằng liên kết glycosidic giữa các nguyên tử carbon anomeric đầu tiên.

Hấp thu monosaccharid trong ruột

Sự hấp thụ monosaccharide từ ruột xảy ra bằng cách khuếch tán thuận lợi với sự trợ giúp của các protein vận chuyển đặc biệt (chất vận chuyển). Ngoài ra, glucose và galactose được vận chuyển vào tế bào ruột bằng vận chuyển tích cực thứ cấp, phụ thuộc vào gradien nồng độ của ion natri. Các protein vận chuyển, phụ thuộc vào gradien Na +, đảm bảo sự hấp thụ glucose từ lòng ruột vào tế bào ruột chống lại gradien nồng độ. Nồng độ Na + cần thiết cho quá trình vận chuyển này được cung cấp bởi Na +, K + -ATPase, hoạt động như một máy bơm, bơm Na + ra khỏi tế bào để đổi lấy K +. Không giống như glucose, fructose được vận chuyển bởi một hệ thống độc lập với gradient natri. Ở các nồng độ khác nhau của glucose trong lòng ruột, các cơ chế vận chuyển khác nhau “hoạt động”. Do vận chuyển tích cực, các tế bào biểu mô ruột có thể hấp thụ glucose ở nồng độ rất thấp trong lòng ruột. Nếu nồng độ glucose trong lòng ruột cao thì nó có thể được vận chuyển vào tế bào bằng cách khuếch tán thuận lợi. Fructose cũng có thể được hấp thụ theo cách tương tự. Tốc độ hấp thụ glucose và galactose cao hơn nhiều so với các monosaccharide khác.

Vận chuyển glucose từ máu đến tế bào

Sự hấp thu glucose của các tế bào từ dòng máu cũng xảy ra bằng cách khuếch tán thuận lợi. Do đó, tốc độ truyền qua màng của glucose chỉ phụ thuộc vào gradien nồng độ của nó. Các trường hợp ngoại lệ là các tế bào cơ và mô mỡ, nơi sự khuếch tán thuận lợi được điều chỉnh bởi insulin.

Chất vận chuyển glucose (GLUT) được tìm thấy trong tất cả các mô. Có một số loại GLUT, và chúng được đánh số theo thứ tự mà chúng được phát hiện. 5 loại GLUT được mô tả có cấu trúc chính và tổ chức miền tương tự. GLUT-1 cung cấp một lượng glucose ổn định đến não. GLUT-2 được tìm thấy trong tế bào của các cơ quan tiết glucose vào máu (gan, thận). Với sự tham gia của GLUT-2, glucose sẽ đi vào máu từ các tế bào ruột và gan. GLUT-2 tham gia vào quá trình vận chuyển glucose vào tế bào β tuyến tụy. GLUT-3 được tìm thấy trong nhiều mô và có ái lực với glucose lớn hơn GLUT-1. Nó cũng cung cấp lượng glucose liên tục cho các tế bào thần kinh và các mô khác. GLUT-4 là chất vận chuyển chính của glucose vào các tế bào cơ và mô mỡ. GLUT-5 được tìm thấy chủ yếu trong các tế bào của ruột non. Chức năng của nó không được biết đến nhiều.

Tất cả các loại GLUT đều có thể được tìm thấy cả trong màng sinh chất và trong túi tế bào. GLUT-4 (ở mức độ thấp hơn là GLUT-1) gần như nằm hoàn toàn trong tế bào chất của tế bào. Tác động của insulin lên các tế bào như vậy dẫn đến sự di chuyển của các túi chứa GLUT đến màng sinh chất, hợp nhất với nó và kết hợp các chất vận chuyển vào màng. Sau đó, quá trình vận chuyển glucose vào các tế bào này được thực hiện một cách thuận lợi. Sau khi nồng độ insulin trong máu giảm, các chất vận chuyển glucose lại di chuyển vào tế bào chất, và dòng glucose vào tế bào sẽ dừng lại.

Glucose đi vào tế bào gan với sự tham gia của GLUT-2, không phụ thuộc vào insulin. Mặc dù insulin không ảnh hưởng đến vận chuyển glucose, nhưng nó gián tiếp tăng cường dòng glucose vào tế bào gan trong quá trình tiêu hóa bằng cách cảm ứng tổng hợp glucokinase và do đó đẩy nhanh quá trình phosphoryl hóa glucose.

Sự vận chuyển glucose từ nước tiểu chính đến các tế bào của ống thận xảy ra bằng vận chuyển tích cực thứ cấp. Do đó, glucose có thể xâm nhập vào các tế bào của ống ngay cả khi nồng độ của nó trong nước tiểu ban đầu ít hơn trong tế bào. Glucose được tái hấp thu từ nước tiểu gần như hoàn toàn (99%) ở phần cuối của ống.

Các rối loạn khác nhau trong công việc vận chuyển glucose đã được biết đến. Một khiếm khuyết di truyền trong các protein này có thể làm cơ sở cho bệnh đái tháo đường không phụ thuộc insulin.

Rối loạn tiêu hóa và hấp thụ carbohydrate

Bệnh lý tiêu hóa và hấp thụ carbohydrate có thể dựa trên hai loại nguyên nhân:

1. Khiếm khuyết các enzym tham gia vào quá trình thủy phân cacbohydrat trong ruột.

2. Vi phạm sự hấp thụ các sản phẩm tiêu hóa carbohydrate vào tế bào niêm mạc ruột.

Trong cả hai trường hợp, tiêu chảy thẩm thấu xảy ra, nguyên nhân là do các disaccharid không được tiêu hóa hoặc monosaccharid không được hấp thu. Thuật ngữ "kém hấp thu" đề cập đến việc hấp thụ không đủ các sản phẩm carbohydrate đã tiêu hóa. Nhưng vì các biểu hiện lâm sàng của việc tiêu hóa và hấp thu không đủ là tương tự nhau, nên thuật ngữ "kém hấp thu" dùng để chỉ cả hai loại rối loạn.

Chuyển hóa đường fructose

Một lượng đáng kể đường fructose, được hình thành trong quá trình phân hủy đường sucrose, trước khi đi vào hệ thống tĩnh mạch cửa, được chuyển thành glucose đã có trong tế bào ruột. Một phần khác của đường fructose được hấp thụ với sự trợ giúp của protein mang, tức là thông qua sự khuếch tán được tạo điều kiện.

Có hai cách có thể để chuyển đổi fructose, trong đó chính là quá trình phosphoryl hóa nó ở nguyên tử carbon đầu tiên bởi enzyme fructokinase với sự hình thành fructose-1-phosphate.

Con đường thứ hai để chuyển đổi fructose là quá trình phosphoryl hóa nguyên tử carbon thứ sáu bởi hexokinase để tạo thành fructose-6-phosphate, sau đó được đồng phân hóa thành glucose-6-phosphate. Tuy nhiên, ái lực với glucose trong hexokinase cao hơn 20 lần so với fructose, vì vậy quá trình này diễn ra yếu.

Có thể có rối loạn di truyền chuyển hóa fructose do khiếm khuyết của hai enzym.

1. Fructos niệu thiết yếu được quan sát thấy có khiếm khuyết về fructokinase ở gan. Quá trình phosphoryl hóa fructose bị rối loạn, được biểu hiện bằng sự gia tăng hàm lượng fructose trong máu (fructosemia) và bài tiết nó qua nước tiểu (fructosuria). Bệnh không có triệu chứng.

2. Không dung nạp fructose di truyền là kết quả của một khiếm khuyết được xác định về mặt di truyền trong enzyme fructose-1-phosphate aldolase. Biểu hiện bằng co giật, nôn mửa, hạ đường huyết, tổn thương gan, thận và não. Kết thúc trong cái chết. Hạ đường huyết là hậu quả của sự ức chế bởi fructose-1-phosphate, tích tụ trong máu và các mô, của các enzyme phosphorylase, aldolase, fructose-1,6-di-phosphate, phosphoglucomutase, làm gián đoạn việc cung cấp năng lượng cho tế bào.

Chuyển hóa galactose

Galactose được hình thành trong ruột do sự thủy phân của lactose.

Vi phạm chuyển hóa galactose được biểu hiện trong một bệnh di truyền - bệnh galactosemia. Đó là hậu quả của một khiếm khuyết bẩm sinh trong enzym hexose-1-phosphate uridylyltransferase. Galactosemia biểu hiện ngay sau khi sinh, ngay khi trẻ bắt đầu nhận được sữa, dưới dạng nôn mửa, tiêu chảy, mất nước, sụt cân, vàng da. Trong máu, nước tiểu và các mô, nồng độ galactose và galactose-1-phosphate tăng lên. Ngay sau khi sinh, thủy tinh thể bị đục, gan to, tổn thương thận và não phát triển, trong trường hợp nghiêm trọng có thể dẫn đến tử vong.

Trong những trường hợp hiếm hơn, các khiếm khuyết di truyền trong các enzym khác của chuyển hóa galactose, galactokinase và UDP-glucose-4-epimerase, có thể là nguyên nhân của sự phát triển của bệnh galactosemia. Biểu hiện lâm sàng của những khiếm khuyết này ít rõ ràng hơn.

Chuyển hóa lactose

Lactose, một disaccharide chỉ có trong sữa, bao gồm galactose và glucose. Lactose chỉ được tổng hợp bởi các tế bào bài tiết của các tuyến của động vật có vú trong quá trình cho con bú. Nó có trong sữa với lượng từ 2% đến 6%, tùy thuộc vào loại động vật có vú.

Tổng hợp lactose dựa trên glucose và UDP-galactose. Do tác động thuận nghịch của enzym UDP-glucose-4-epimerase, sự chuyển đổi giữa các tế bào diễn ra:

UDP-glucose ↔ UDP-galactose.

lactose synthetase

UDP-galactose + glucose → lactose + UDP.

Lactose synthetase bao gồm hai tiểu đơn vị: xúc tác và biến tính. Tiểu đơn vị biến đổi là α-lactalbumin.

Rối loạn tiêu hóa lactose trong ruột có thể do di truyền và mắc phải. Thiếu hụt men lactase di truyền tương đối hiếm. Sau khi uống sữa, trẻ bị nôn, tiêu chảy, chuột rút và đau bụng, đầy hơi. Các triệu chứng phát triển ngay sau khi sinh. Loại thứ hai của bệnh lý này là thiếu hụt lactase do giảm biểu hiện của gen enzyme trong quá trình hình thành. Điển hình cho người lớn và trẻ lớn hơn. Đó là hậu quả của việc giảm lượng lactase liên quan đến tuổi tác. Các triệu chứng của chứng không dung nạp sữa tương tự như dạng di truyền của sự thiếu hụt đường lactose. Ngoài ra, thiếu hụt lactase thứ cấp được phân lập, nguyên nhân có thể là các bệnh đường ruột, hoạt động trên đường tiêu hóa.

oxy hóa trong cả điều kiện hiếu khí và kỵ khí;

Bảo vệ cơ học - chất chính của bề mặt cọ xát của khớp, trong mạch, màng nhầy;

Hỗ trợ - cellulose trong thực vật, chondroitin sulfate trong xương;

Cấu trúc - trong mô liên kết, màng tế bào vi khuẩn;

Hydroosmotic và điều hòa ion - mucopolysaccharid có

tính ưa nước ngon ngọt, điện tích âm và do đó, giữ lại

H2O sống, Ca2 +, Mg2 +, Na +, trong chất gian bào và quyết định màu da, độ đàn hồi của mô;

Cofactor - heparin là một đồng yếu tố của lipoprotein lipase huyết tương và các enzym đông máu (làm bất hoạt thrombokinase).

PHÂN LOẠI

MONOSACCHARIDES

Monosaccharid là cacbohydrat không thể bị thủy phân thành nhiều hơn

các hình thức đơn giản. Đổi lại, chúng được chia nhỏ

tùy thuộc vào số nguyên tử cacbon có trong phân tử của chúng: trioses, tetroses, pentoses, hexoses, heptoses, octoses:

tùy thuộc vào sự hiện diện của nhóm aldehyde hoặc xeton: xeton và aldo-

Các dẫn xuất của monosaccharid

Trong tự nhiên, có một số lượng lớn các dẫn xuất

như monosaccharide được liệt kê ở trên, và những loại khác. Axit uronic-dẫn xuất của hexoses có 6po-

vị trí của các nhóm cacboxyl, ví dụ, axit glucuronic, galacturonic, iduronic, ascorbic.

Đường amin-dẫn xuất của monosaccharid chứa

nhóm amin như glucosamine hoặc galactosamine. Các dẫn xuất này nhất thiết phải là một phần của disaccharide

thành phần của polysaccharid proteoglycan. Một số loại thuốc kháng sinh

tích tắc ( erythromycin. carbomycin) chứa đường amin.

Glycoside- các hợp chất được hình thành bằng cách ngưng tụ

của một monosaccharide (tự do hoặc trong thành phần của polysaccharide) với một nhóm hydroxyl của một hợp chất khác,

có thể là bất kỳ monosaccharide hoặc chất không phải carbohydrate

thiên nhiên (aglycone), ví dụ, metanol, glixerol, sterol, phenol. Có tầm quan trọng lớn về mặt lâm sàng là các thành phần

digitalis Glycosides tim. Là một aglycone, họ

DISACHARIDES

Disaccharid là những cacbohydrat mà khi bị thủy phân sẽ tạo ra hai chất giống nhau hoặc

các phân tử monosaccharide khác nhau.

sacaroza-đường thực phẩm, được tìm thấy chủ yếu trong củ cải đường và

mía, cà rốt, dứa, cao lương.

Maltose- sản phẩm của quá trình thủy phân tinh bột và glycogen, chứa trong mạch nha, pro-

mầm ngũ cốc.

Đường lactose- đường sữa, được tìm thấy trong sữa. Trong một số trường hợp (trên-

thí dụ. có thai) có thể xuất hiện trong nước tiểu.

Cellobiose- một sản phẩm trung gian của quá trình thủy phân xenlulo.

hệ vi khuẩn đường ruột có thể thủy phân đến 3/4 lượng xenluloza đi vào đây để

glucose tự do, được tiêu thụ bởi chính vi sinh vật hoặc được hấp thụ vào máu.

POLISACCHARIDES

Chỉ định homopolysaccharid. bao gồm các gốc monosaccharide giống nhau (tinh bột, glycogen, cellulose) và dị polysaccharid(axit hyaluronic, chondroitin sulfat) bao gồm các monosaccharide khác nhau.

Tinh bột–Homopolyme của α-D-glucose. Được tìm thấy trong ngũ cốc, các loại đậu, khoai tây và một số loại rau khác. Hầu hết tất cả các loại thực vật đều có khả năng tổng hợp tinh bột.

Hai thành phần chính của tinh bột là amylose(15-20%) và amylopectin (80-85%). Amylose là một chuỗi không phân nhánh với MM từ 5 đến 500 nghìn D, trong đó các gốc glucose được kết nối riêng với nhau bằng các liên kết α-1-4-glycosidic. Amylopectin có khối lượng ít nhất là 1 triệu D và là một phân tử phân nhánh cao chứa các liên kết α-1-4- và α-1-6-glycosidic, và phân nhánh

ion xảy ra do sự gắn các chuỗi glucose nhỏ vào chính

chuỗi thông qua liên kết α-1-6-glycosidic. Mỗi nhánh dài 24-30 phần còn lại

kov glucoza. các nhánh phát sinh sau khoảng 14-16 gốc glucose trong chuỗi.

Ngoài cấu trúc, hai loại polyme này khác nhau về tính chất: thứ nhất. amylose với iốt tạo ra màu xanh lam, và amylopectin - màu tím đỏ; thứ hai, amylose dễ hòa tan trong nước hơn, ví dụ,

Khi khoai tây được luộc chín, amylose sẽ đi vào nước dùng, chính nó làm cho nước có màu trắng đục, trong khi amylopectin vẫn còn trong khoai tây.

Glycogen-bảo tồn polysaccharide của các mô động vật, ở mức độ lớn nhất

giữ trong gan và cơ. Về cấu trúc, nó tương tự như amylopectin, nhưng thứ nhất, chiều dài của các nhánh ít hơn - 11-18 dư lượng glucose, và thứ hai, nó phân nhánh nhiều hơn - bốn

cứ 8-10 bã thì cắt. Do các tính năng này, glycogen nhỏ gọn hơn

vợ, điều quan trọng đối với tế bào động vật.

Xenlulo là hợp chất hữu cơ phổ biến nhất

sinh quyển. Khoảng một nửa lượng carbon của Trái đất nằm trong thành phần của nó. Xuất sắc

chie từ các polysaccharid trước đây, nó là một phân tử ngoại bào, có cấu trúc dạng sợi và hoàn toàn không hòa tan trong nước. Kết nối duy nhất trong

nó là một liên kết β-1-4-glycosidic.

Điều thú vị là độ bền của sợi xenlulo vượt quá sức bền của thép

dây có cùng đường kính, điều này cho phép các sợi hình thành

một cấu trúc rất mạnh của nhiều loại thực vật khác nhau, từ thực phẩm, đủ để gợi nhớ đến các loại rau như cà rốt, bắp cải, củ cải, và từ thực vật - bất kỳ cây nào.

Inulin- polysaccharide fructose. có trong rễ của hoa cúc, atisô,

bồ công anh, Là một hợp chất dễ hòa tan. Được sử dụng trong thực hành y tế cho xác định khả năng làm sạch của thận – giải tỏa.

Dextrans- polysaccharide dự trữ của nấm men và vi khuẩn. Kiểu liên kết chính là α-1-6-glycosidic, và trong tháng

phân nhánh tối đa - liên kết α-1-4-glycosidic, α-1-2- và

liên kết α-1-3-glycosidic. Trong y học, dext

vết thương được sử dụng thành phần của chất thay thế máu, ví dụ, ở dạng đĩa nhớt

dung dịch cho NaCl 0,9% - rheopolyglucin.

Glycosaminoglycans-phân tử polyme trong đó như monome

Các đoạn disaccharide chứa axit uronic và các dẫn xuất amin của đường được sử dụng. Ví dụ bao gồm chondroitin-4-sulfate và chondroitin-6-sulfate, axit hyaluronic,

keratan sulfat, dermatan sulfat, hepa-

rin. Các phân tử này là một phần của protein

oglycan - protein phức tạp, chức năng của nó là lấp đầy gian bào

không gian thứ và việc giữ nước ở đây,

chúng cũng hoạt động như một thành phần bôi trơn và cấu trúc của khớp và các

cấu trúc mô.

GLYCOPROTEINS

Có hai phân lớp của protein chứa carbohydrate: proteoglycan và glycoprotein. Có sự khác biệt đáng kể giữa các lớp con này:

Glycoprotein			Proteoglycans
Tỷ lệ carbohydrate 15-20%			Tỷ lệ carbohydrate 80-85%
			Có axit uronic
chuỗi carbohydrate		Chuỗi cacbohydrate rất lớn
hơn 15 liên kết
Carbohydrate có	không thường xuyên	Carbohydrate có một
kết cấu		kết cấu

Để biết thêm thông tin, hãy xem chủ đề "Protein phức tạp".

Axit xialic là dẫn xuất acetyl của nó

axit ramic. Chúng cùng với đường amin là một phần của glycoprotein.

GLYCOLIPIDS

Glycolipid được phân phối rộng rãi ở

mô thần kinh và não. Họ nằm trên

bề mặt bên ngoài của màng sinh chất, trong khi các chuỗi oligosaccharide là

hướng ra bên ngoài. Hầu hết các glycolipid

dov là glycosphingolipid, bao gồm ceramide (hợp chất rượu amin

sphingosine với một axit béo) và một hoặc

bã một ít đường.

Trong mô thần kinh, glycolipid chính là galactosylceramide. Nó chứa một axit béo chuỗi dài.

Đối với các mô khác, glucosylceramide đặc trưng hơn.

Một nhóm glycolipid khác hiện diện rộng rãi trong não là gangliosides.

Chúng được hình thành từ glucosylceramide và ngoài ra còn chứa một hoặc nhiều

đồng phân tử axit sialic và monosaccharid.

METABOLISM CARBOHYDRATE BÊN NGOÀI

Khoang miệng

Đây là enzym chứa canxi α -amylase. PH tối ưu của nó

7.1-7.2 được hoạt hóa bởi các ion Cl -. Nó chia tách nội bộ một cách ngẫu nhiên

liên kết α-1-4-glycosidic và không ảnh hưởng đến các loại liên kết khác.

Trong khoang miệng, carbohydrate được phân hủy thành dextrins và maltose. Disah-

lau sậy không bị thủy phân.

Cái bụng

Do pH thấp, amylase bị bất hoạt, mặc dù trong một thời gian, sự phân hủy carbon

Levovod tiếp tục bên trong hộp thức ăn.

Ruột

TẠI sâu răng ruột non làm việc cùng nhau tuyến tụy α -amylase,

phá vỡ liên kết α-1-4, và oligo-1-6-glucosidase tác dụng lên các điểm nhánh của tinh bột và glycogen.

Ngoài khoang, còn có parietal tiêu hóa, đó là

sucrase-isomaltase phức hợp trong hỗng tràng thủy phân α-1,2-,

Liên kết α-1,4-, α-1,6-glycosidic, phân cắt đường sucrose, mạch nha maltose-

vần, isomaltose;

glycoamylase phức tạp - nằm ở phần dưới của ruột non

ka và phân cắt các liên kết α-1,4-glycosidic trong oligosaccharid

β phức hợp -glycosidase(lactase) - thủy phân các liên kết β-1,4-glycosidic giữa galactose và glucose (lactose). Ở trẻ em, hoạt động của lactose cao

đã có trước khi sinh và vẫn ở mức cao đến 5-7 năm, sau đó

giảm dần.

rối loạn tiêu hóa disaccharide

Có hai dạng khó tiêu phổ biến nhất

disaccharides - khiếm khuyết lactase và sucrase Với sự di truyền bệnh lý lactase các triệu chứng xuất hiện sau lần đầu tiên

cho ăn; bệnh lý sucraseđược tìm thấy sau đó, khi đồ ngọt được đưa vào chế độ ăn uống.

Thất bại lactase có thể không chỉ xảy ra ở trẻ sơ sinh.

Thực tế là lactase là một enzym thích nghi, hoạt động của nó thay đổi.

thay đổi tùy theo chế độ ăn uống. Và con người là động vật có vú duy nhất trên Trái đất tiêu thụ sữa khi trưởng thành. Khoảng 10-12% số người thuộc chủng tộc da trắng, enzym ngừng được tổng hợp

đã có trong thời thơ ấu và không dung nạp sữa. Các dân tộc ở châu Á và châu Phi có vấn đề này ở 80-95% dân số.

Cơ chế bệnh sinh. Sự thiếu hụt thủy phân các disaccharid tương ứng dẫn đến tác dụng thẩm thấu và giữ nước trong lòng ruột. Ngoài ra, đường được tiêu thụ tích cực bởi hệ vi sinh và chuyển hóa với sự hình thành của các axit hữu cơ và khí. Do đó, các triệu chứng của thiếu hụt lactose hoặc sucrase là tiêu chảy, nôn mửa, đầy hơi, chướng bụng, đau và chuột rút.

Các biểu mẫu thu được không tiêu hóa được carbohydrate xảy ra do các bệnh về thành của đường tiêu hóa: viêm ruột, viêm đại tràng, khi hình thành

các enzym và vị trí của chúng trên đường viền bàn chải của các tế bào ruột. ngoài ra

sự hấp thụ monosaccharid trở nên tồi tệ hơn.

Chẩn đoán. Chẩn đoán phân biệt các rối loạn tiêu hóa và hấp thu

syvaniya là để kiểm soát mức đường huyết sau một liều riêng biệt

đã kiểm tra các disaccharid và một lượng monosaccharid tương đương. Nồng độ glucose tăng nhẹ trong trường hợp đầu tiên cho thấy sự thiếu hụt

enzym, trong thứ hai - để kém hấp thu.

Sự đối đãi. Loại trừ khỏi chế độ ăn uống sữa hoặc các sản phẩm có thêm đường, tùy thuộc vào loại carbohydrate không dung nạp được.

Vai trò của xenlulo trong quá trình tiêu hóa

Xenluloza không bị tiêu hóa bởi các enzym của con người. Nhưng trong ruột già

dưới tác động của hệ vi sinh, có tới 75% lượng của nó bị thủy phân với sự hình thành

cellobiose và glucose. Glucose được sử dụng một phần bởi chính hệ vi sinh và bị oxy hóa thành axit hữu cơ (butyric, lactic), nó có thể được hấp thụ một phần vào

máu. Tuy nhiên, vai trò chính của cellulose đối với con người là khác nhau:

kích thích nhu động ruột,

tạo thành phân,

kích thích tiết mật

hấp thụ cholesterol và các chất khác, ngăn cản sự hấp thụ của chúng.

CHUYỂN GLUCOSE QUA THÀNH VIÊN

TẠIPHẦN TRONG LÃI SUẤT

Sự hấp thụ monosaccharid xảy ra theo cơ chế hoạt động thứ cấp vận chuyểnĐiều này có nghĩa là năng lượng được tiêu thụ trong quá trình vận chuyển đường, nhưng nó không được tiêu thụ trực tiếp vào việc vận chuyển đường mà để tạo ra một gradient

nồng độ của chất khác. Sử dụng gradient này, đường sẽ vào bên trong

tế bào. Trong trường hợp của glucozơ, chất này là natri.

Một loại enzyme đặc biệt - K +, Na + -ATPase - liên tục, trao đổi

trên kali, bơm các ion natri ra khỏi tế bào, chính sự vận chuyển này là cần thiết

sẽ tốn năng lượng. Trong lumen của ki-

một loại protein cụ thể

hai vị trí liên kết: một vị trí đối với natri, vị trí kia đối với đường. Đáng chú ý là đường chỉ liên kết với protein sau khi natri liên kết với nó. Protein vận chuyển di chuyển tự do theo chiều dày của màng. Khi tiếp xúc với màu trắng

với tế bào chất, natri nhanh chóng được tách ra khỏi nó và đường ngay lập tức được tách ra. Lại-

kết quả là sự tích tụ đường trong tế bào và các ion natri lại được bơm ra ngoài

K +, Na + -ATPase.

TVẬN CHUYỂN QUA CÁC THÀNH VIÊN TẾ BÀO

Glucose được vận chuyển từ máu đến các tế bào bằng cách tạo điều kiện khuếch tán- trên

gradient nồng độ với sự tham gia của protein vận chuyển (chất vận chuyển glucose "GluT"). Có 5 loại chất vận chuyển glucose là glut 1, glut 2, glut 3, glut 4,

GLUT 5. Các chất vận chuyển glucose nằm trên màng của tất cả các đường vào.

Ví dụ, trên bề mặtβ -các tế bào của các đảo nhỏ của Langerhans là GluT 2, nhờ nó mà một tín hiệu được tạo ra để tăng hoặc giảm

insulin hoạt động.

TẠI cơ bắp và mô mỡ glut 4 nằm ở vị trí, chỉ những chất vận chuyển này nhạy cảm với ảnh hưởng của insulin - khi insulin tác động lên tế bào, chúng

trồi lên bề mặt màng và mang glucose vào trong. Dữ liệu vải

có tên phụ thuộc insulin.

PHIÊN BẢN CÓ ĐƯỜNG

Vì tất cả các monosaccharide từ thức ăn đều được hấp thụ trong ruột,

cơ thể phải đối mặt với nhiệm vụ chuyển đổi chúng thành glucose, vì glucose chủ yếu được sử dụng trong các phản ứng trao đổi chất. Quá trình này được gọi là lẫn nhau

sự biến đổi của các loại đường. Mục đích của nó là chỉ tạo ra một chất nền cho các phản ứng

chuyển hóa, cụ thể là α-D-glucose, giúp tiết kiệm tài nguyên, không tạo thành nhiều enzym cho từng loại đường.

Chuyển đổi đường fructose

Các phản ứng chuyển fructose thành glucose khá đơn giản. Đầu tiên, fructose được kích hoạt bởi phosphate

nơi trú ẩn Nguyên tử cacbon thứ 6, sau đó là đồng phân hóa và,

cuối cùng. loại bỏ photphat không mong muốn.

Chuyển đổi galactose

Galactose, giống như fructose, lần đầu tiên trải qua quá trình phosphoryl hóa, mặc dù Nguyên tử cacbon thứ nhất. Nữa

sự khác biệt so với chuyển hóa fructose là sự đồng phân hóa trong glu-

dê không trực tiếp, mà thông qua quá trình tổng hợp UDP-galactose, trên thực tế, được chuyển thành glucose.

Ý nghĩa sinh lý của việc bổ sung này dường như là

trong việc sử dụng UDP-galactose trong tuyến vú để tổng hợp lactose. cần thiết cho sự hình thành sữa.

Rối loạn chuyển đổi galactose

Rối loạn chuyển hóa galactose là do gen di truyền

tác dụng của một số enzym:

galactokinase, tỷ lệ khuyết tật 1: 500.000;

galactose-1-phosphate-uridyl transferase, tỷ lệ khuyết tật 1: 40000;

epimerase, tỷ lệ sai sót nhỏ hơn 1: 1000000.

Căn bệnh xảy ra với những rối loạn này là

lo tên galactosemia.

Chẩn đoán. Nồng độ của ha-

lactose trong máu tăng lên

11,1-16,6 mol / l (định mức

0,3-0,5 mmol / l), trong máu cũng có

là galactose-1-phosphate. Tiêu chí phòng thí nghiệm bao gồm

cũng có bilirubin máu, galactos niệu,

protein niệu, tăng acid amin niệu, tích tụ glycosyl hóa ở gan

molybina. Trẻ em từ chối

Cơ chế bệnh sinh. Galactose dư thừa

biến thành cồn galactitol (dulcitol), tích tụ trong

thấu kính và bị thu hút một cách thẩm thấu

đổ nước vào đây. Thành phần muối và protein của thấu kính sẽ thay đổi,

dẫn đến đục thủy tinh thể ở trẻ

tuổi tác. Đục thủy tinh thể có thể xảy ra ngay cả ở thai nhi của những bà mẹ bị bệnh galactosemia,

người tiêu thụ sữa khi mang thai.

Với khiếm khuyết trong galactose-1-phosphate-uridyl transferase, ATP liên tục được tiêu thụ để phospho-

galactose ryl hóa và thiếu hụt năng lượng ảnh hưởng "độc hại" đến tế bào thần kinh, hepato-

tế bào ngực, tế bào thận, ức chế hoạt động của nhiều loại enzym. Kết quả là, có thể

chúng ta bị chậm phát triển tâm thần vận động, chậm phát triển trí tuệ, hoại tử tế bào gan và xơ gan. Trong thận và ruột, sự dư thừa của galactose và các chất chuyển hóa của nó sẽ ức chế

điều hòa sự vận chuyển các axit amin.

Sự đối đãi: loại trừ khỏi chế độ ăn uống sữa và các nguồn cung cấp galactose khác giúp ngăn ngừa sự phát triển của các triệu chứng bệnh lý. Tuy nhiên, sự an toàn của trong-

chỉ có thể đạt được trí thông minh trong thời gian sớm nhất, không muộn hơn 2 tháng đầu tiên

sống, chẩn đoán và điều trị kịp thời.

SỐ PHẬN CỦA GLUCOSE TRONG TẾ BÀO

Khi vào trong tế bào, glucose ngay lập tức được phosphoryl hóa. Sự phosphoryl hóa gluco-

zy giải quyết một số vấn đề cùng một lúc:

glucozơ photphat este không thể rời khỏi tế bào, vì phân tử

tích điện âm và bị đẩy lùi bởi bề mặt phospholipid

màng;

sự hiện diện của một nhóm tích điện đảm bảo sự định hướng chính xác của phân tử

ly trong vị trí hoạt động của enzym;

nồng độ glucose tự do (không được phosphoryl hóa) giảm, thúc đẩy sự khuếch tán các phân tử mới từ máu.

FKHÁI QUÁT VỀ GLUCOSE

Các cửa hàng glycogen lớn nhất được tìm thấy ở Gan và Cơ xương, nhưng nói chung, glycogen có thể được tổng hợp trong tất cả các mô. Dự trữ glycogen trong tế bào

kah được sử dụng tùy thuộc vào đặc điểm chức năng của tế bào. Glycogen gan bị phá vỡ khi nồng độ glucose trong máu giảm,

đặc biệt là giữa các bữa ăn. Sau 12-18 giờ nhịn ăn, glycogen dự trữ trong gan cạn kiệt hoàn toàn. Trong cơ bắp, lượng glycogen thường chỉ giảm sau khi hoạt động thể chất - kéo dài và cường độ cao. Tăng nội dung

sự gia tăng glycogen trong cơ bắp được ghi nhận trong giai đoạn phục hồi khi dùng nhiều

carbohydrate thực phẩm. Glycogen được dự trữ trong gan sau bữa ăn.

Sự khác biệt như vậy giữa gan và cơ là do sự hiện diện của các isoenzyme khác nhau hexokinase, một loại enzym

phosphoryl hóa glucose thành glucose

Vì Ganđặc trưng iso-

một loại enzyme đã nhận được

Tiêu đề - glucokinase. Sự khác biệt giữa enzyme này và hexokinase

các loại vải khác là:

ái lực thấp với glucose, dẫn đến việc gan chỉ hấp thu glucose ở nồng độ cao

tsii trong máu (sau khi ăn);

sản phẩm phản ứng, glucose-6-phosphate, không ức chế enzym, trong khi hexokinase trong các mô khác nhạy cảm với ảnh hưởng đó.

Do những khác biệt này, tế bào gan có thể thu nhận hiệu quả glucose trong

sau bữa ăn và chuyển hóa theo bất kỳ hướng nào.

Ví dụ, khi dự trữ glycogen tràn ra, glucose-6-phosphate tích lũy không ngăn cản sự hấp thu glucokinase và glucose, mà chỉ đơn giản là

oxy hóa thành acetylS-CoA và vào chu trình pentose phosphate, thường tăng

tổng hợp lipid chivaet.

Điều hòa glucokinase: kích hoạt - nội tiết tố androgen và insulin, ức chế - glucocorticoid và estrogen.

GLYCOGEN METABOLISM

MHƯỚNG DẪN CỦA GLYCOGEN

Huy động (phân hủy) glycogen hoặc glycogenolysis Thông thường, nó được kích hoạt khi thiếu glucose tự do trong tế bào, và do đó trong máu (đói, cơ hoạt động). Đồng thời, lượng đường trong máu chỉ được duy trì Gan và thận, các mô trong đó có một enzym glucose-6-phosphatase, enzym này thủy phân este photphat của glucose. Glucose tự do tạo thành sẽ thoát ra ngoài qua màng sinh chất vào máu. Các cơ quan khác chỉ sử dụng glycogen cho nhu cầu riêng của chúng.

Ba enzym tham gia trực tiếp vào quá trình đường phân:

Glycogen phosphorylase- phân cắt liên kết α-1-4-glycosidic để tạo thành

niem glucoza-1-photphat. Enzyme hoạt động cho đến điểm phân nhánh

α (1-6) sẽ không còn dư 4 glucozơ.

α (1-4)– α (1-6) -glucan transferase, enzyme chuyển trisaccharide

phân mảnh vào một chuỗi khác để tạo thành liên kết α-1-4-glycosidic mới. Trong đó

một gốc glucose và một liên kết α-1-6-glycosidic “mở” có thể tiếp cận được vẫn ở cùng một vị trí.

Amylo-α -1-6-glucosidase, enzyme "debranching" - thủy phân

liên kết α-1-6-glycosidic với sự giải phóng glucose tự do. Kết quả là, một chuỗi không phân nhánh được hình thành, nó đóng vai trò như một chất nền cho phosphorylase.

NHƯNGKÍCH HOẠT PHOSPHORYLASE

Tỷ lệ glycogenolysis chỉ bị giới hạn bởi tốc độ làm việc phosphorylase glycogen. Hoạt động của nó có thể được thay đổi theo ba cách.

sửa đổi cộng hóa trị

đang xảy ra sự phosphoryl hóa enzyme dưới tác dụng của hormone trên tế bào

thông qua cơ chế adenylate cyclase. Đó là cái gọi là quy định phân tầng:

Phân tử hormone, tương tác với thụ thể của nó, kích hoạt enzyme

adenylate cyclase.;

Adenylate cyclase chuyển đổi ATP thành AMP vòng ( cắm trại) - sơ trung

người trung gian hoặc người đưa tin;

cAMP kích hoạt enzym một cách dị hợp protein kinase A;

Protein kinase A phosphoryl hóa các protein nội bào khác nhau. Một trong những loại protein này là phosphorylase kinase, mà sau khi phosphoryl hóa ac-

tivi được;

Phosphorylase kinase phosphoryl hóa phosphorylase " b" glycogen, Cuối cùng-

kết quả là, nó chuyển thành phosphorylase hoạt động "một";

Tích cực phosphorylase " một" glycogen phân cắt các liên kết α-1-4-glycosidic trong glycogen để tạo thành glucose-1-phosphate.

Kích hoạt bởi các ion canxi

Thứ hai quy định là để kích hoạt kinase phosphorylase không phải

protein kinase, và ion Ca 2+ và calmodulin. Con đường này hoạt động bằng cách khởi động cơ chế canxi-phospholipid. Phương pháp này tự biện minh cho chính nó, ví dụ,

các biện pháp, với tải trọng cơ, khi ảnh hưởng của nội tiết tố không đủ, nhưng trong khí

lớp đỉnh dưới tác dụng của xung thần kinh nhận ion Ca 2+. Ngoài ra một số

hormone ảnh hưởng đến chuyển hóa carbohydrate thông qua cơ chế này.

Kích hoạt với AMP

Ngày thứ ba cách - kích hoạt allosteric do đính kèm AMFđến phân tử phosphorylase " b". Phương pháp này hoạt động trong bất kỳ ô nào - với sự gia tăng

quá trình của ATP và sự tích tụ các sản phẩm phân rã của nó.

TỪTỔNG HỢP GLYCOGEN

Quá trình tổng hợp glycogen bắt đầu với sự hình thành

sự hình thành glucose-6-phosphate dưới tác dụng của glucokinase trong gan hoặc hex- khác

cokinase trong các mô khác. Như đã nói

hóa ra glucokinase có ái lực thấp với glucose và gluco- trong tế bào gan

con dê sẽ chỉ nán lại khi bạn-

nồng độ nước trái cây của nó trong tế bào. Tổng hợp glycogen trực tiếp

thực hiện các enzym sau:

Phosphoglucomutase - chuyển glucose-6-phosphate thành glucose-1-phosphate;

Glucose-1-phosphate-uridyl-chuyển-

lần - một loại enzim thực hiện phản ứng tổng hợp then chốt. không thể thay đổi

phản ứng này được cung cấp bởi sự thủy phân

điphotphat tạo thành;

Glycogen synthase - hình thành liên kết α-1-4-glycosidic;

Amylo-α-1,4-α-1,6-glycosyl transferase, enzym phân nhánh glycogen -

chuyển một đoạn có độ dài tối thiểu

6 gốc glucose trên cùng một chuỗi hoặc chuỗi liền kề để tạo thành

liên kết α-1-6-glycosidic.

RSỰ PHÁT TRIỂN CỦA GLYCOGEN METABOLISM

Các enzym chuyển hóa glycogen hoạt động trong quá trình phosphoryl hóa hoặc trong

hình thức dephosphoryl hóa:

phosphorylase glyco-gen đã kích hoạt

sau khi bổ sung một nhóm phốt phát

(xem ở trên),

cú pháp glycogen sau khi đính kèm

phốt phát không hoạt động

vội vã.

Như vậy, việc thực hiện

lyatsya đối ứng(qua lại

độc quyền của tôi) quy định:

tại nơi làm việc tế bào

và / hoặc nội tiết tố

ảnh hưởng kích hoạt-

Xia protein kinase và,

Do đó, hoạt động-

phosphoryl hóa

miệng cống glycogen và in-

glycogen bị ức chế

cú pháp. Có phản ứng dị hóa glu-

dê, và hình thành

ở phần còn lại hoặc trong

protein nào photphat hoạt động, loại enzim nào giải phóng khỏi photpho-

axit phoric: kết quả là glycogen phosphorylase bị dephosphoryl hóa và trở nên không hoạt động, glycogen synthase được kích hoạt. Quá trình lưu trữ glucose dưới dạng glycogen bắt đầu.

GBỆNH LYCOGENIC

Đây là những bệnh di truyền gây ra bởi sự thiếu hụt của bất kỳ

các enzym chịu trách nhiệm chuyển hóa glycogen. Tần suất xuất hiện trung bình là 1: 40000.

Glycogenose

Trước đây, glycogenose được phân loại theo số lượng, nhưng liên quan đến khám phá

mới xuất hiện các loại bệnh này, nhiều dị bản đã xuất hiện. Hiện tại, glyco-

genose được chia theo đặc điểm di truyền bệnh thành gan, cơ bắp và Trộn Cần lưu ý rằng với glycogenose, lượng glycogen không

luôn luôn thay đổi, những thay đổi chỉ có thể trong cấu trúc của phân tử của nó.

Glycogenose gan

Thường xuyên nhất glycogenosis Tôi loại hình hoặc bệnh von Gierke do tự động

nhưng khuyết tật lặn của glucose-6-phosphatase. Bởi vì enzym này là

chỉ ở gan và thận, các cơ quan này chủ yếu bị, và bệnh còn có tên khác - glycogenosis gan. Ngay cả ở trẻ sơ sinh

gan và thận to được quan sát thấy, do sự tích tụ glycogen không chỉ trong tế bào chất, mà còn trong nhân tế bào. Ngoài ra, tổng hợp lipid được kích hoạt với sự xuất hiện của nhiễm mỡ gan. Vì enzyme này cần thiết cho quá trình khử phosphoryl hóa glucose-6-phosphate, tiếp theo là giải phóng glucose vào máu, bệnh nhân bị hạ đường huyết, và kết quả là, axeton huyết, nhiễm toan chuyển hóa và aceton niệu.

GlycogenosisIIIloại hình hoặc Bệnh Forbes-Corey hoặc hạn chế dextrinosis là một khiếm khuyết lặn trên autosomal độc đáo-α -1-6-glucosidase, một loại enzyme "khử phân nhánh" thủy phân liên kết α-1-6-glycosidic. Căn bệnh này có một diễn biến lành tính hơn và tần suất của nó là khoảng 25% của tất cả các glycogenose. Bệnh nhân được đặc trưng bởi gan to, chậm phát triển thể chất vừa phải và có thể mắc bệnh cơ nhẹ ở tuổi thanh niên.

Thêm hai glycogenose gan - glycogenosis IV loại hình (Bệnh Andersen),

liên quan đến một khiếm khuyết trong enzym phân nhánh và glycogenosis VI loại hình (Bệnh của cô ấy) liên quan đến sự thiếu hụt glycogen phosphorylase ở gan là khá hiếm.

Glycogenose cơ

Nhóm glycogenose này được đặc trưng bởi những thay đổi trong các enzym mô cơ.

cũng không. Điều này dẫn đến sự gián đoạn trong việc cung cấp năng lượng cho các cơ khi gắng sức, đau cơ và chuột rút.

GlycogenosisVloại (bệnh McArdle) thiếu phosphoryl cơ

PS Với tải trọng cơ nặng, co giật và myoglobin niệu xảy ra, mặc dù công việc nhẹ nhàng không gây ra bất kỳ vấn đề nào.

Glycogenose hỗn hợp

Những bệnh này ảnh hưởng đến gan, cơ và các cơ quan khác.

GlycogenosisIIloại (bệnh Pompe)- bị ảnh hưởng tất cả các chứa glycogen

tế bào do thiếu lysosomal α -1-4-glucosidase. Có một sự tích lũy

dự trữ glycogen trong lysosome và trong tế bào chất. Căn bệnh này chiếm gần 10% tổng số glycogenose và là bệnh ác tính nhất. Bệnh nhân chết trong lồng ngực

tuổi do tim to và suy tim nặng.

Aglycogenoses

Aglycogenose là tình trạng liên quan đến sự vắng mặt của glycogen.

Một ví dụ của chứng bệnh aglycogenosis là bệnh tự mãn di truyền

thiếu hụt glycogen synthase lặn. Các triệu chứng là hạ đường huyết nghiêm trọng khi bụng đói, đặc biệt là vào buổi sáng, nôn mửa, co giật, mất ý thức. Hậu quả của hạ đường huyết là chậm phát triển tâm thần vận động, chậm phát triển trí tuệ. Căn bệnh này không gây tử vong nếu được điều trị đầy đủ (cho ăn thường xuyên), mặc dù nó rất nguy hiểm.

GLYCOLYSIS

Con đường mà glucose bị oxy hóa thành axit pyruvic để tạo ra

năng lượng được gọi là quá trình đường phân. Tùy thuộc vào số phận của pyruvate

phân biệt đường phân hiếu khí và kỵ khí.

thể dục nhịp điệu quá trình, axit pyruvic được chuyển đổi thành acetyl-S-CoA và

yếm khí quá trình này, axit pyruvic bị khử thành axit lactic (lactate), do đó, trong vi sinh vật học, quá trình đường phân kỵ khí được gọi là

lên men lactic. Lactate là một kết thúc trao đổi chất và sau đó không có gì

những gì không được chuyển đổi, cách duy nhất để sử dụng lactate là oxy hóa nó

quay lại pyruvate.

Hầu hết tất cả các tế bào cơ thể đều có khả năng đường phân kỵ khí. Đối với hồng cầu

Anh ấy là duy nhất nguồn năng lượng

gee. Tế bào cơ xương, do sự phân hủy glucose không có oxy,

có thể hoạt động mạnh mẽ, nhanh chóng, cường độ cao

công việc, chẳng hạn như chạy nước rút, căng thẳng trong các môn thể thao sức mạnh

Đường phân kỵ khí được khu trú trong tế bào và bao gồm 2 bước trong số 11 phản ứng enzym.

Giai đoạn đầu tiên là chuẩn bị, tại đây

Tiêu thụ năng lượng ATP, kích hoạt và hình thành glucose

từ nó triosephosphates.

Phản ứng đầu tiên glycolysis, nói một cách chính xác, thành glycol-

zu không áp dụng. Đây là một phản ứng hexokinase về việc

đã thảo luận trước đây ("Chuyển hóa Glycogen"). Vai trò của nó bị giảm xuống đối với việc chuyển đổi glucose thành chất phản ứng

kết nối ny do phosphoryl hóa thứ 6, không phải

bao gồm trong vòng, một nguyên tử cacbon.

Isoenzyme hexokinase là đặc trưng của gan -

glucokinaseÁi lực thấp của enzym này đối với glucose

ze đảm bảo gan bắt giữ nó chỉ sau bữa ăn, khi nồng độ glucose cao được tạo ra trong

máu. Ở nồng độ đường huyết bình thường,

Chen không tiêu thụ nó và nó đi đến các mô khác. Phản ứng thứ hai–Phản ứng đồng phân hóa – bắt buộc

mờ để loại bỏ một nguyên tử cacbon nữa khỏi

vòng cho quá trình phosphoryl hóa tiếp theo của nó. Nó tạo ra fructose-6-phosphate.

Phản ứng thứ ba–Phosphoryl hóa fructose-6-

photphat để tạo thành phân tử fructose-1,6-diphosphat gần như đối xứng.

TẠI phản ứng thứ tư fructose 1,6-diphosphate được phép

được cắt đôi với sự hình thành hai đồng phân triose được phosphoryl hóa, aldose glyceraldehyd (GAF) và

dihydroxyacetone xeton (DAF).

Phản ứng thứ năm giai đoạn chuẩn bị - sự chuyển đổi của glyceraldehyde phosphate và dihydroxyacetone phosphate cho nhau

bạn bè. Cân bằng của phản ứng được chuyển dịch theo hướng có lợi cho dioxy-

acetone phosphate, tỷ lệ của nó là 97%, tỷ lệ của glyceraldehyde phosphate là 3%. Phản ứng này, cho tất cả sự ủng hộ của nó

stote, là người phân xử số phận của glucose:

thiếu năng lượng trong tế bào và kích hoạt quá trình oxy hóa

dihydroxyacetone phosphate chuyển đổi glucose

với một lượng đủ ATP, ngược lại, glyceraldehyde phosphate đồng phân thành dihydroxyacetone phosphate, và sau này

đi đến quá trình tổng hợp chất béo (xem "Tổng hợp triacylglycerid").

Giai đoạn thứ hai của quá trình đường phân là sự giải phóng

và lưu trữ nó dưới dạng ATP.

phản ứng thứ sáu quá trình đường phân - quá trình oxy hóa của glyxe-

raldehyde phosphate và việc bổ sung phosphate vào nó

axit phoric dẫn đến sự hình thành hợp chất năng lượng cao 1,3-diphosphoglyceric

TẠI phản ứng thứ bảy năng lượng của liên kết phosphoester chứa trong 1,3-diphosphoglycerate của tra-

dựa vào sự hình thành của ATP. Phản ứng nhận được

tên bổ sung - phản ứng phosphoryl hóa cơ chất, xác định nguồn năng lượng

để có được các liên kết macroergic trong ATP (phụ

phân tầng) ngược lại với quá trình phosphoryl hóa oxy hóa (một gradient điện hóa của các ion hydro

có trên màng ti thể).

Chỉ có ba phản ứng tương tự trong tế bào - 1) phản ứng được chỉ định, 2) phản ứng pyruvate kinase, phản ứng thứ mười của quá trình đường phân (xem bên dưới), 3) thiokinase

phản ứng chu trình axit tricarboxylic.

Phản ứng thứ tám-tổng hợp trong phần trước

phản ứng sau đây, 3-photphoglycerat được đồng phân hóa thành

2-photphoglycerat.

Phản ứng thứ chín sự tách rời của một phân tử nước từ

Axit 2-phosphoglyceric dẫn đến sự hình thành

sự hình thành của một liên kết photphoether macroergic khác.

Một cái khác phản ứng phosphoryl hóa cơ chất–phản ứng thứ mười glycolysis – kết luận

xảy ra trong quá trình chuyển photphat năng lượng cao từ photpho-

phoenolpyruvate thành ADP.

Phản ứng cuối cùng thứ mười một, sự hình thành axit lactic từ pyruvate dưới tác dụng của

lactat dehydrogenase. Điều quan trọng là phản ứng này

đã tiến hành chỉ trong yếm khí các điều kiện. Phản ứng này là cần thiết cho tế bào, vì NADH,

được hình thành ở phản ứng thứ 6, trong điều kiện thiếu oxy, nó không thể đi vào và bị oxy hóa trong ti thể.

Khi có oxy, axit pyruvic

khe được chuyển thành acetyl-S-CoA.

GLYCOLYTIC OXYREDUCTION

Quá trình khử tuần hoàn và quá trình oxi hóa

của NAD trong các phản ứng của quá trình đường phân kỵ khí bán

tên lạnh lùng quá trình oxy hóa glycolytic.

TẠI yếm khíđiều kiện hình thành ở thứ sáu, phản ứng dehydrogenase GAF, NADH được sử dụng

trong phản ứng cuối cùng để khử pyruvate thành lactate. NAD được hình thành theo cách này một lần nữa được quay trở lại phản ứng thứ sáu.

TẠI thể dục nhịp điệuđiều kiện, NADH tặng các nguyên tử hydro của nó cho hệ thống đưa đón

chúng tôi(xem bên dưới) để chuyển chúng vào chuỗi hô hấp ti thể.

ETÁC DỤNG NĂNG LƯỢNG CỦA SỰ OXI HÓA GLUCOSE

Ở giai đoạn chuẩn bị

để kích hoạt glucose Giá cả-

chuông 2 phân tử ATP, mỗi phân tử là

trên triose - glyceraldehyde-

phosphate và dihydroxyacetone phosphate. Trong giây tiếp theo

giai đoạn chỉ bao gồm glycerol-

dehydrogen phosphate, nhưng đã có hai phân tử của nó, mỗi trong số đó

bị oxy hóa thành pyruvate Về-

sự hình thành của 2 phân tử ATP

phản ứng của phos cơ chất-

sự đồn trú. Như vậy

Som, tóm lại, chúng tôi nhận được điều đó

trên đường từ glucose thành pyruvate

dạng tinh khiết được tạo thành 2

Các phân tử ATP.

Tuy nhiên, người ta phải ghi nhớ

và glyceraldehyde phosphate

phản ứng dehydrogenase, từ đó NADH được giải phóng. Nếu một

điều kiện yếm khí, sau đó anh ấy

được sử dụng trong phản ứng dehydrogenase lactate - bị oxy hóa

để hình thành lactate và

không tham gia sản xuất ATP.

Nếu đó là ôxy

- NADH được gửi đến ty thể, cho quá trình oxy hóa

quá trình phosphoryl hóa cơ thể, và

ở đó, quá trình oxy hóa của nó trả cổ tức dưới dạng ATP.

EHIỆU ỨNGPASTERA

Hiệu ứng Pasteur là làm giảm tiêu thụ glucose và ngừng sản xuất axit lactic của tế bào khi có oxy.

Louis Pasteur, người phụ trách sản xuất rượu vang, đã quan sát thấy một hiện tượng tương tự trong quá trình sản xuất rượu vang. Nhìn về phía trước, chúng ta lưu ý rằng quá trình lên men rượu rất giống với quá trình đường phân, chỉ có rượu được hình thành từ pyruvate thay vì axit lactic.

Cơ chế sinh hóa của hiệu ứng Pasteur là cuộc đua, cuộc thi giữa

pyruvate dehydrogenase, chuyển hóa pyruvate thành acetyl-S-CoA, và lactate dehyde-

rogenase, chuyển hóa pyruvate thành lactate. Trong trường hợp không có oxy, quá trình hô hấp trong buồng trứng không diễn ra, chu trình axit tricarboxylic bị ức chế

và tích lũy acetyl-S-CoA ức chế PVC dehydrogenase. Trong tình huống này

axit pyruvic không có lựa chọn nào khác ngoài việc chuyển thành axit lactic. Khi có oxy, sự ức chế của PVC dehydrogenase dừng lại và nó,

có ái lực cao với pyruvate, nó sẽ thắng cuộc cạnh tranh.

Điều quan trọng là axit pyruvic gây độc cho tế bào.

chất, và tế bào cần phải loại bỏ nó bằng cách nào đó. Vì nó không đi qua màng nên đạt được sự trung hòa

chuyển hóa pyruvate 1) thành lactate; 2) trong acetyl-S-CoA; 3) thành alanin (xem "Alanin aminotransferase"), 4) thành oxaloacetat.

Một minh họa ở trên là sự khác biệt giữa các isoenzyme của lactate dehydrogenase (LDH) với nhau. Thân ái

isoenzyme LDH-1 có ái lực cao với axit lactic và

nhằm mục đích "nâng cao nồng độ pyruvate để đưa nó vào TCA và thu được năng lượng cho hoạt động của myo-

Thẻ. Một số lượng lớn các ty thể

riy và sự cung cấp lactate ở đây từ các cơ quan khác đảm bảo hoạt động của tim trong điều kiện hiếu khí. Khi thiếu oxy, các đặc tính của LDH-1 không thay đổi

thay đổi, nó vẫn sẽ chuyển phản ứng theo hướng sản xuất pyro-

axit nho. Isoenzyme LDH-5 của cơ xương có ái lực cao với pyruvate; trong trường hợp không có oxy trong tế bào, nó sẽ chuyển hóa nó thành lactate một cách nhanh chóng và hiệu quả, dễ dàng thâm nhập qua màng. Do đó, trong điều kiện yếm khí, cơ tim sẽ bị ảnh hưởng nhiều hơn, điều này thực tế đã được quan sát thấy trong thực hành y tế.

HCHỦ ĐỀ HỆ THỐNG GIÁNG SINH

Hệ thống đưa đón -

cơ chế phân phối hình ảnh

zovannye trong quá trình đường phân io-

H + mới (như một phần của NADH)

từ tế bào đến ti thể.

Vì bản thân phân tử

NADH không đi qua màng, bản chất của

lo lắng về

tạo ra các hệ thống

lấy hydro này trong tế bào chất và tặng nó trong chất nền của ti thể.

Hai hệ thống con thoi chính đã được xác định - glycerol phosphate và malate

ăn mòn.

Glycerol Phosphate Shuttle hoạt động trong gan và trong các sợi cơ nhanh. Các enzyme quan trọng của nó là isoenzyme glycerol-3-phosphate-

dehydrogenase, tế bào chất và ty thể. Họ khác nhau về

coenzyme: ở dạng tế bào chất - NAD, ở dạng ty thể - FAD. Các chất chuyển hóa của quá trình đường phân - dihydroxyacetone phosphate và NADH tạo thành glycerol-3-

photphat xâm nhập vào chất nền ty thể, nơi nó bị oxy hóa để tạo thành

Xe đưa đón Malate-aspartate phức tạp hơn: liên tục đi trong tế bào chất

Các hoạt động chuyển hóa aspartate cung cấp oxaloacetate, dưới tác dụng của nhóm cytosolic của malate dehydrogenase, bị khử thành axit malic

khe cắm. Antiport thứ hai với α-ketoglutarate thâm nhập vào ti thể và

Là một chất chuyển hóa của TCA, nó bị oxy hóa thành oxaloacetate với sự hình thành NADH. Tại vì

màng ti thể không thấm được oxaloacetate, sau đó nó được kết thúc thành-

axit paragic, được giải phóng vào tế bào để đổi lấy glutamat.

GLUCONEOGENESIS

Gluconeogenesis là quá trình tổng hợp glucose từ không có carbohydrate thành phần: lactate, pyruvate. glycerol, các chất chuyển hóa của chu trình Krebs, các axit amin. Tất cả các axit amin

Ngoài ketogenic leucine và lysine, chúng có thể tham gia vào quá trình tổng hợp glucose. Một số

một số trong số chúng - glucogenic - được bao gồm hoàn toàn trong phân tử glucose, một số - hỗn hợp - một phần.

Cơ thể luôn cần glucose.

Đối với tế bào hồng cầu, glucose là nguồn năng lượng duy nhất

mô thần kinh tiêu thụ 120 g glucose mỗi ngày, hơn nữa, giá trị này không phụ thuộc vào cường độ làm việc của nó. Chỉ trong những tình huống khắc nghiệt (dài-

đói) nó có thể nhận năng lượng từ các nguồn không phải carbohydrate

glucose đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì nồng độ cần thiết

các chất chuyển hóa của chu trình axit tricarboxylic (chủ yếu là oxaloaceta-

Do đó, trong một số tình huống nhất định - với hàm lượng carbohydrate thấp

dov trong thức ăn, nhịn ăn, làm việc thể chất kéo dài - cơ thể phải có

khả năng thu được glucozơ. Điều này đạt được nhờ quá trình gluconeogenesis. Ngoài việc thu nhận glucose, gluconeogenesis cũng cung cấp cho việc loại bỏ "chất nhờn" - lactose.

tata, được hình thành trong quá trình làm việc của cơ bắp và trong hồng cầu, và glycerol, là

sản phẩm của quá trình phân giải lipid trong mô mỡ.

Gluconeogenesis chỉ lặp lại một phần các phản ứng oxy hóa glucose. Như các nghị định-

được báo cáo trước đây, có ba bước không thể đảo ngược trong quá trình đường phân: pyruvate kinase

(thứ mười), phosphofructokinase (thứ ba) và hexokinase (thứ nhất). Ở những giai đoạn này, có những rào cản năng lượng được bỏ qua với sự trợ giúp của các phản ứng đặc biệt.

Bỏ qua phản ứng thứ mười của quá trình đường phân

Ở giai đoạn này của quá trình tạo gluconeogenesis, hai enzym chính hoạt động - trong ti thể -

riah pyruvate carboxylase và trong bào tương phosphoenolpyruvate carboxykinase.

Pyruvate carboxylase chuyển axit pyruvic thành oxaloacetate. Yêu cầu

Cần lưu ý rằng phản ứng này diễn ra liên tục trong tế bào, là phản ứng anaplerotic

và chuyển thành phosphoenolpyruvate. Tuy nhiên, vấn đề phức tạp bởi tính không thấm của màng đối với oxaloacetate. Mặt khác, malate, một tiền chất của oxaloacetate bởi TCA, có thể đi qua màng. Vì trong điều kiện thiếu hụt glucose trong tế bào, quá trình phân giải lipid và quá trình oxy hóa axit béo được kích hoạt, lượng NADH trong ty thể tăng lên. Sự dư thừa này cho phép phản ứng dehydrogenase malate của TCA bị đảo ngược. Malate tích tụ, xâm nhập vào tế bào và ở đây nó biến thành oxaloacetate.

Phosphoenolpyruvate trong tế bào chất - carboxykinase

thực hiện chuyển hóa oxaloacetate thành phosphoenol-

pyruvate, phản ứng cần năng lượng của GTP. Cùng một carbon được tách ra khỏi phân tử khi nó được thêm vào.

Bỏ qua phản ứng thứ ba của quá trình đường phân

Trở ngại thứ hai đối với quá trình tổng hợp glucose là photphat

phản ứng phofructokinase - vượt qua

enzym fructose-1,6-diphosphatase. Enzyme này được tìm thấy trong thận, gan và cơ vân. Vì thế

Do đó, các mô này có thể tổng hợp fructose-6-

photphat và glucozơ-6-photphat.

Bỏ qua phản ứng đầu tiên của quá trình đường phân

Phản ứng cuối cùng được xúc tác bởi glucose-6-

men photphat. Nó chỉ có trong gan và thận, do đó, chỉ những mô này mới có thể sản xuất miễn phí

glucozơ bò.

GLUCOSO- LACTATE VÀ GLUCOSE- ALANINE CYCLES

Chu trình glucose-lactate(Chu trình Cori) là sự kết nối của quá trình tạo gluconeogenesis trong gan và

sự hình thành lactate trong hồng cầu hoặc cơ từ glucose. Trong hồng cầu, sữa

axit được hình thành

liên tục, vì đối với họ kỵ khí

đường phân là

cách duy nhất để hình thành năng lượng

gee. Trong cơ xương, sự tích tụ lactate là hệ quả của quá trình đường phân ở công suất cực đại, rất mạnh.

công việc và công việc đó càng chuyên sâu thì càng ít

Sau khi tập luyện (trong quá trình hồi phục), lactate được loại bỏ khỏi cơ khá nhanh

stro - chỉ trong 0,5-1,5 giờ.

Phép cộng

Cần lưu ý rằng nếu bạn tiếp tục

thời lượng tải thấp (lên đến 10 giây),

thì lượng ATP được bổ sung chủ yếu trong

phản ứng creatine phosphokinase. TẠI

trong chế độ này, ví dụ, các cơ của ttangi hoạt động

stov, jumper cả chiều dài và chiều cao

đó, người ném búa, giáo, v.v.

Nếu tải không quá 90 giây, ATP được tổng hợp chủ yếu trong các phản ứng của glyco- kỵ khí

Lisa. Trong thể thao, đây là những vận động viên chạy nước rút 100-500 m, vận động viên các môn thể thao sức mạnh (đô vật, cử tạ, thể hình). Nếu căng cơ kéo dài

hơn hai phút - quá trình oxy hóa hiếu khí của glucose phát triển trong các phản ứng của TCA

và chuỗi hô hấp.

Tuy nhiên, mặc dù chúng ta đang nói về quá trình oxy hóa glucose hiếu khí, nhưng cần phải biết và nhớ rằng lactate luôn được hình thành trong cơ: tuy nhiên, cả trong quá trình kỵ khí và hiếu khí, với số lượng khác nhau.

Lactate thu được chỉ có thể được sử dụng theo một cách -

chuyển thành axit pyruvic. Nhưng, như đã đề cập, pyruvate độc ​​hại đối với

tế bào và nên được xử lý càng sớm càng tốt. Bản thân cơ bắp, cả khi làm việc cũng như khi nghỉ ngơi, không chuyển hóa lactate thành pyruvate do sự hiện diện của

isoenzyme cụ thể LDH-5.

Nếu axit lactic xâm nhập vào tế bào cơ tim, nó nhanh chóng chuyển thành pyruvate, sau đó thành acetyl-S-CoA và tham gia vào quá trình oxy hóa hoàn toàn thành

VÌ THẾB2 Bvà HB2 BÔ.

Phần lớn lactate được tế bào gan hấp thụ và bị oxy hóa thành axit pyruvic.

axit gradic và đi vào con đường tạo gluconeogenesis.

mục đích glucozo-alanin chu kỳ cũng là làm sạch pyruvate, nhưng ngoài

Điều này giải quyết một vấn đề quan trọng khác - loại bỏ nitơ dư thừa từ cơ.

Trong quá trình hoạt động của cơ bắp và khi nghỉ ngơi, các protein bị phân hủy trong tế bào và các axit amin được hình thành sẽ được kết hợp với α-ketoglutarate. Kết quả là glutamate đã tương tác

hoạt động với pyruvate. Alanin tạo thành là một dạng vận chuyển và pyruvate

và nitơ từ cơ đến gan. Trong tế bào gan xảy ra phản ứng chuyển hóa ngược, nhóm amin được chuyển sang tổng hợp urê, pyruvat được dùng để tổng hợp glucoza.

Glucose, được hình thành trong gan từ lactate hoặc alanin, trở lại cơ bắp, khôi phục lại lượng glycogen dự trữ trong thời gian nghỉ ngơi.

Ngoài hoạt động của cơ bắp, chu trình glucose-alanin được kích hoạt trong quá trình tập luyện.

suy dinh dưỡng, khi protein cơ bị phân hủy và nhiều axit amin được sử dụng

như một nguồn năng lượng, và nitơ của chúng phải được đưa đến gan.

SỰ PHÁT SINH GLYCOLYSIS VÀ GLUCONEOGENESIS

ETHANOL METABOLISM

TỪMẶT DÂY CHUYỀN

Sự tạo thành rượu etylic từ glucose xảy ra ở nấm men và một số loại nấm mốc. Tổng cộng

phương trình phản ứng:

C 6 H 5 O 10 → 2 CO 2 + 2 C 2 H 5 OH

Trước giai đoạn hình thành pyruvate, phản ứng lên men rượu

tions trùng với các phản ứng của quá trình đường phân, sự khác biệt là

chỉ trong quá trình chuyển đổi thêm axit pyruvic. Mục đích của những biến đổi này là loại bỏ pyruvate khỏi tế bào và oxy hóa

NADH, được hình thành trong phản ứng thứ 6.

OETHANOL DEFAULT

Quá trình chuyển hóa etanol trong cơ thể xảy ra

trong gan theo hai cách. Cách đầu tiên là oxy hóa

rượu thành axit axetic, ở dạng acetyl-S-CoA sau

hát trong CTC. Qua con đường này đi từ 70% đến 90% tất cả etanol. Phần còn lại được oxy hóa trong microsome bởi alcohol oxidase. Với việc uống thường xuyên etanol, tỷ lệ oxy hóa ở microsome tăng lên, số lượng phân tử alcohol oxidase tăng lên.

Vì một lượng lớn NADH được hình thành trong quá trình trung hòa ethanol, phản ứng chuyển hóa pyruvate thành lactate được kích hoạt trong tế bào gan. Nó dẫn đến hạ đường huyết, vì axit pyruvic là chất nền của quá trình tạo gluconeogenesis. Sự xâm nhập tự do của axit lactic vào máu gây ra lacta-

cidemia.

Nếu dự trữ glycogen trong gan ban đầu thấp (đói, suy dinh dưỡng, suy nhược) hoặc sử dụng hết (sau khi làm việc thể lực), thì khi uống rượu lúc đói, hạ đường huyết xảy ra nhanh hơn và có thể

gây mất ý thức. Để điều này nên được bổ sung một loại thuốc lợi tiểu mạnh

hiệu ứng ethanol, dẫn đến cơ thể mất nước nhanh chóng và giảm cung cấp máu cho não với tất cả các hậu quả sau đó.

Etanol là một hợp chất có giá trị về mặt năng lượng: trong quá trình chuyển hóa 125 g etanol, lượng NADH được tạo thành cũng giống như trong quá trình oxy hóa 500 g glucozơ.

PS Với chế độ dinh dưỡng hợp lý và thường xuyên uống rượu etylic, ví dụ như ở dạng bia, acetyl-S-CoA "ethanolic" không bị đốt cháy nhiều trong TCA như khi nó được sử dụng

được sử dụng để tổng hợp cholesterol và chất béo trung tính, tức là có sự chuyển đổi

năng lượng etanol thành dạng dự trữ, bia dẫn đến béo phì và tăng nguy cơ xơ vữa động mạch.

ĐIỂM PENTOSOPHOSPHATE

Con đường pentose phosphate của quá trình oxy hóa glucose không liên quan đến sản xuất năng lượng.

Giá trị PFP:

Sự hình thành NADPH

để tổng hợp các axit béo,

cholesterol và các steroid khác,

để tổng hợp axit glutamic từ axit α-ketoglutaric (phản ứng-

aminative khử).

cho hệ thống bảo vệ tế bào khỏi quá trình oxy hóa gốc tự do (bảo vệ chống oxy hóa).

2. Sự hình thành ribose-5-phosphate, cần thiết cho quá trình tổng hợp axit nucleic

Phản ứng PFP hoạt động mạnh nhất trong bào tương của tế bào gan, mô mỡ, hồng cầu, vỏ thượng thận, tuyến vú trong thời kỳ cho con bú, ít dữ dội hơn

nhưng trong cơ xương.

Con đường pentose phosphate bao gồm hai giai đoạn - oxy hóa và không oxy hóa.

Ngày đầu tiên, oxy hóa, giai đoạn glucose-6-phosphate trong ba phản ứng được chuyển đổi

được chuyển thành ribulose-5-phosphate, các phản ứng đi kèm với sự khử hai phân tử NADP thành NADPH.

Giai đoạn thứ hai - giai đoạn tái cấu trúc, do đó pentoses

xoay vòng thành một quỹ hình lục giác. Trong những phản ứng này, ribulose-5-phosphate có thể đồng phân hóa thành ribose-5-phosphate và xylulose-5-phosphate. Hơn nữa, dưới ảnh hưởng của quá trình lên men

transketolase và transaldolase, sự sắp xếp lại cấu trúc xảy ra với sự hình thành

sự hình thành các monosaccharide khác. Trong quá trình thực hiện tất cả các phản ứng của giai đoạn thứ hai, pentose được chuyển thành fructose-6-phosphate và glyceraldehyde phosphate. Từ glyceraldehyde-

3-photphat, nếu cần, có thể tạo thành hexo.

Mối quan hệ giữa con đường pentose phosphate và đường phân

Số phận của fructose-6-phosphate và glyceraldehyde phosphate thu được là khác nhau

tùy theo tình hình và nhu cầu của chi bộ. Do đó, quá trình chuyển hóa glucose-6-phosphate có thể trải qua 4 cơ chế khác nhau.

Phong trào 1 . Nhu cầu NADPH và ribose-5-phosphate được cân bằng

(ví dụ, trong quá trình tổng hợp deoxyribonucleotide). Trong điều kiện đó, phản ứng

tions đi theo thứ tự thông thường - hai phân tử được hình thànhNADPHvà một nốt ruồi

một nhóm ribose-5-phosphate từ một phân tử glucose-6-phosphate dọc theo nhánh oxy hóa của con đường pentose phosphate.

Phong trào 2 . Nhu cầu ribose-5-phosphate vượt quá nhu cầu NADPH (Ví dụ, Tổng hợp RNA) Hầu hết glucose-6-phosphate được chuyển thành fructose-6-phosphate và glyceraldehyde-3-phosphate

dọc theo con đường đường phân. Sau đó, hai phân tử fructose-6-phosphate và một phân tử glyceraldehyde-3-phosphate dưới tác dụng của men transaldolase và

transketolase tái tổ hợp thành ba phân tử ribose-5-phosphate bằng cách đảo ngược phản ứng ở bước 2 của con đường pentose phosphate.

Phong trào 3 . Nhu cầu về NADPH vượt quá đáng kể

ity trong ribose-5-phosphate (Ví dụ, sinh tổng hợp cholesterol, axit béo). Trong tình huống này, theo phản ứng oxy hóa của pentose photphat

con đường được hình thành NADPH và ribulose-5-phosphate. Hơn nữa, dưới tác dụng của trans-ketolase và transaldolase, ribulose-5-phosphate được chuyển thành pentose-5-phosphat, fructose-6-phosphate và glyceraldehyde-3-phosphate. Cuối cùng

có sự tái tổng hợp glucose-6-phosphate từ fructose-6-phosphate và glyceraldehyde phosphate dọc theo con đường tạo gluconeogenesis. Kết nối các phân tử mới

glucose-6-phosphate cho phép bạn duy trì đo lường phân tích của quá trình.

Phong trào 4 . Nhu cầu NADPH vượt quá nhu cầu ribose-5-phosphate và cần năng lượng (Ví dụ. chất chống oxy hóa

bảo vệ này trong hồng cầu). Glucose-6-phosphate được chuyển đổi thành ribose-5-phosphate và sau đó thành fructose-6-phosphate và glyceraldehyde-3-phosphate, (không giống như cơ chế 3) đi vào con đường chuyển hóa glycolytic, và không trải qua quá trình chuyển đổi ngược lại thành glucose-6 -photphat. Pyruvate được hình thành sẽ đi vào TCA. Kết quả là, sự tạo ra đồng thời của NADPH và ATP xảy ra.

Thiếu hụt glucose-6-phosphate dehydrogenase

Sự thiếu hụt di truyền của glucose-6-phosphate dehydrogenase xảy ra với tần suất khoảng 1:60, tức là có khoảng 100 triệu người trên Trái đất mắc bệnh này, may mắn thay, bệnh này không phải lúc nào cũng tự biểu hiện. Hậu quả của khiếm khuyết enzym là giảm tổng hợp NADPH trong tế bào. Điều này có ảnh hưởng đặc biệt đáng kể đến hồng cầu, trong đó giai đoạn oxy hóa của chu trình pentose phosphate là nguồn duy nhất của NADPH.

Trong số các chức năng khác nhau của NADPH đối với hồng cầu, một chức năng quan trọng - sự tham gia

hoạt động trong công việc của hệ thống chống oxy hóa, cụ thể là hợp tác với glutathione-

peroxidase, enzyme, phục hồi

chuyển đổi hydrogen peroxide thành nước. Hydrogen peroxide trong tế bào được hình thành từ

các gốc oxy tự do (hoạt động

các loại oxy), sau này là sản phẩm chung của một số

các enzym như cytochrome oxidase.

Với việc sử dụng một số loại thuốc (sulfonamid, (streptocid, sulfacyl-Na), norsulfazol, paracetamol, aspirin, primaquine, xanh methylen, naphthalene) trong các tế bào của ak-

các quá trình oxy hóa gốc tự do được kích hoạt. tế bào bình thường và erythro-

cit, bao gồm, khá dễ dàng đối phó với tải bổ sung. Khi không-

sự đáp ứng đầy đủ của enzym được mô tả, hydrogen peroxide tích tụ trong hồng cầu, làm hỏng màng của nó và tăng quá trình tán huyết.

HUYẾT ÁP GLUCOSE HOMEOSTASIS

Nồng độ glucose trong máu thay đổi dưới tác động của nhiều loại hormone. Os-

kích thích tố mới là glucagon, adrenalin, glucocorticoid, somato-

hormone nhiệt đới một mặt, và insulin mặt khác. Insulin là chất duy nhất

một hormone tĩnh mạch của cơ thể, hoạt động của nó là nhằm làm giảm mức độ glucose trong máu. Tất cả các kích thích tố khác làm tăng nó.

Giảm bớt insulin nồng độ glucose trong máu đạt được bằng cách nào sau đây

theo cách của chúng tôi:

kích thích các protein vận chuyển trên màng tế bào chất,

tăng tổng hợp glucokinase, một loại enzym được gọi là "lo-

cắm cho glucose,

kích hoạt glycogen synthase - và kích thích tổng hợp nó, cho phép trước

chuyển đổi glucose dư thừa thành glycogen

cảm ứng tổng hợp glucose-6-phosphate dehydrogenase và 6-phosphogluconate dehydrogenase,

kích thích tổng hợp các enzym đường phân - phosphofructokinase, pyruvate kinase, cho phép glucose tham gia vào quá trình oxy hóa.

sự tham gia của glucose trong quá trình tổng hợp triacylglycerol (xem phần Tổng hợp triacylglycerol).

Nhiều mô không nhạy cảm với hoạt động của insulin, chúng được gọi là không phải insulin-

sự phụ thuộc Chúng bao gồm mô thần kinh, dịch kính, thủy tinh thể, võng mạc, tế bào cầu thận, tế bào nội mô, tinh hoàn và hồng cầu.

Glucagon,adrenalin và glucocorticoid tăng mức đường huyết

vi, kích hoạt huy động glycogen (glycogen phosphorylase), kích thích tổng hợp các enzym tạo gluconeogenesis (pyruvate carboxylase, phosphoenolpyruvate-

carboxykinase, fructose-1,6-diphosphatase và glucose-6-phosphatase). Glucocorti-

Ngoài ra, nó còn ngăn cản sự xâm nhập của glucose vào tế bào.

ĐIỀU KIỆN VỆ SINH

Tăng đường huyết là tình trạng nồng độ glucose trong máu cao hơn 6 mmol / l.

Theo nguồn gốc, hai nhóm điều kiện như vậy được phân biệt:

Sinh lý học

chất bổ sung - liên quan đến lượng thức ăn và thường kéo dài không quá 2 giờ sau khi ăn.

thần kinh - căng thẳng thần kinh. Kích thích tiết adrenaline

và huy động glycogen trong gan,

tăng đường huyết của phụ nữ có thai - liên quan đến suy dinh dưỡng tương đối

insulin với sự gia tăng trọng lượng cơ thể và nhu cầu về glucose của thai nhi.

Bệnh lý

Trong các bệnh của tuyến yên, vỏ và tủy của tuyến thượng thận,

tuyến giáp, với các tổn thương hữu cơ của hệ thần kinh trung ương và tuyến tụy

TỪBỆNH TIỂU ĐƯỜNG

Đái tháo đường (DM) là một bệnh đa nguyên sinh liên quan đến:

với sự giảm số lượng tế bào β của các đảo nhỏ Langerhans,

với sự tổng hợp insulin bị suy giảm,

với các đột biến dẫn đến khiếm khuyết phân tử trong hormone,

với sự giảm số lượng các thụ thể insulin và ái lực của chúng trong tế bào;

với sự suy giảm truyền tín hiệu nội tiết tố nội bào.

Chỉ định hai loạiđái tháo đường:

Đái tháo đường phụ thuộc insulin (IDDM) - bệnh tiểu đường ở trẻ em và thanh thiếu niên (youve-

nil), tỷ lệ của nó là khoảng 20% ​​của tất cả các trường hợp DM;

Bệnh đái tháo đường không phụ thuộc insulin (NIDDM) - bệnh đái tháo đường ở người lớn, tỷ lệ của nó

- khoảng 80%;

Việc phân chia các loại DM thành người lớn và người chưa thành niên không phải lúc nào cũng đúng, vì

vì có những trường hợp phát triển NIDDM khi còn nhỏ, NIDDM cũng có thể chuyển thành dạng phụ thuộc insulin

3. Bệnh tiểu đường khi mang thai

Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn loại 1 và 2.

py SD. Sự phát triển của IDDM là do không phải-

tổng hợp đủ insulin Trong

tế bào β của đảo nhỏ Langerhans

tuyến tụy. Trong số những lý do cho điều này

hiện đang ở phía trước

tổn thương tự miễn dịch và

nhiễm vi rút β-tropic (vi rút

Coxsackie, Epstein-Bar, quai bị).

Phép cộng

Có thể có rủi ro khi sử dụng sữa bò hoặc sữa công thức cho trẻ sơ sinh do sự phát triển của phản ứng miễn dịch với albumin sữa có thể xảy ra và chuyển đổi cuộc tấn công miễn dịch sangβ -các tế bào của tuyến tụy.

Đối với bệnh tiểu đường ở người lớn, nguyên nhân hàng đầu

không là kháng insulin,

phát sinh từ rối loạn chức năng hoặc cấu trúc của insulin

những người làm nghề sao chép.

Đặc điểm so sánh của các loại bệnh đái tháo đường

	IDSD	INDSD
	Trẻ em, thanh thiếu niên	trung, già
	Cấp tính (vài ngày)	Dần (năm)
Xuất hiện (trước khi điều trị)	Gầy	40% béo phì
Giảm cân (lên đến	Thường ở đó	Không điển hình
Nồng độ insulin trong	Giảm 2-10 lần	Bình thường hoặc cao
Nồng độ C-peptit	Giảm đáng kể	Bình thường hoặc cao
	hoặc mất tích
Lịch sử gia đình	Gánh nặng hiếm khi	Thường bị đè nặng
Nghiện insulin		Chỉ 20%
nhạy cảm với nhiễm toan ceton

Chẩn đoán.

Chẩn đoán bệnh đái tháo đường phụ thuộc insulin được thực hiện nếu

Có các triệu chứng cổ điển (đa niệu, đa phân, sụt cân)

la) và nồng độ glucose lúc đói trong một số lần phân tích lặp lại mao quản

máu hơn 6,1 mmol / l.

Không có các triệu chứng tương ứng ở nồng độ glucose lúc đói trong

nhiều lần phân tích máu mao mạch trên 6,1 mmol / l.

Trong các trường hợp nghi ngờ (và duy nhất!) - không có triệu chứng kết hợp với sự không rõ ràng của kết quả xét nghiệm - nên thử nghiệm căng thẳng với glucose.

zoi. Nó bao gồm việc các đối tượng sử dụng glucose với tỷ lệ 1,5-2,0 g cho mỗi kg trọng lượng cơ thể. Mẫu máu được lấy ngay trước khi lấy glucose (không mi-

Tăng nồng độ bình thường

glucose là 50-75% đến 60 mi-

của nghiên cứu và giảm xuống giá trị cơ bản trong 90-120 phút.

Theo đơn vị tuyệt đối theo nhận lại-

Hướng dẫn của WHO tăng mức đường không được quá 7,5

mmol / l lúc đầu 4,0-5,0

Phép cộng

Đôi khi mẫu chỉ được lấy ở 0 và 120 phút, nhưng điều này là không mong muốn.

telno, vì thông tin bổ sung về trạng thái của sinh vật bị bỏ sót. Vì vậy, tăng dần lên -

hầu hết các đường cong, người ta có thể đánh giá hoạt độngN. phế vịchịu trách nhiệm về sự bài tiết insulin, chức năng hấp thụ của ruột, khả năng hấp thụ glucose của gan. Ví dụ, một lá gan "đói" với nguồn dự trữ cạn kiệt

glycogen, tiêu thụ tích cực hơn glucose từ máu của tĩnh mạch cửa so với "no", và sự gia tăng của đường cong mượt mà hơn. Một đường cong tương tự được quan sát với sự suy giảm hấp thu glucose do bệnh của

chất nhầy ruột. Với xơ gan, hình ảnh ngược lại được ghi nhận.

Khá thường xuyên, ở người lớn, bữa sáng thông thường được sử dụng thay vì nạp glucose, và máu được lấy 1, 2 hoặc 2,5 giờ sau đó. Nếu mức đường huyết không trở lại bình thường vào thời gian quy định, thì chẩn đoán bệnh đái tháo đường được xác nhận.

Đường cong tăng đường huyết

xuất hiện tăng trong 2-3

nhân với mức đường huyết sau khi tập thể dục, cho biết

vi phạm các tương tác nội tiết tố

các hành động. Việc bình thường hóa các chỉ số rất chậm và

kết thúc không sớm hơn 150-180 phút

đậu xanh Nguyên nhân phổ biến nhất của những đường cong như vậy là ẩn

đái tháo đường týp 1 và 2 và tổn thương nhu mô gan. Túp lều-

hiện tại của catecholamine trong pheochromocytoma và triiodothyronine trong hy-

rối loạn chức năng tuyến giáp,

hypercortisolism, bệnh của vùng dưới đồi và tuyến yên cũng xuất hiện như một đường cong tăng đường huyết.

Phép cộng

Khi đo nồng độ glucose sau bữa ăn ở bệnh nhân đái tháo đường được kiểm soát tốt, kết quả phải nằm trong khoảng 7,6-

9,0 mmol / l. Giá trị lớn hơn 9,0 mmol / l có nghĩa là liều lượng insulin không chính xác hoặc bệnh tiểu đường không được bù đắp.

Đường cong hạ đường huyết–

tăng nồng độ glucose

không quá 25% với việc quay trở lại giá trị ban đầu một cách nhanh chóng

niyam. Nhìn thấy trong u tuyến

đảo Langerhans, suy giáp, suy giảm chức năng của vỏ thượng thận

cov, bệnh ruột và

loạn khuẩn.

Phép cộng

ETÁC DỤNG CỦA INSULIN

Hiệu ứng rất nhanh (giây)

Tăng phân cực của màng tế bào nhạy cảm với insulin;

Kích hoạt chất trao đổi na + / h +, giải phóng sự thoát ra của ion H +, sự xâm nhập vào tế bào của io-

Kích hoạt chất trao đổi na + / k +, dẫn đến giải phóng các ion na +, sự xâm nhập của các ion k + vào tế bào;

Sự ức chế bơm ca2 + dẫn đến giữ lại các ion ca2 + trong tế bào;

Kích thích vận chuyển glucose vào tế bào - sự xuất hiện của chất mang glucose trên màng;

Hiệu ứng nhanh (phút)

Kích thích phosphatase protein dẫn đến kích hoạt glycogen synthase,

pyruvate dehydrogenase, HMG-SCoA reductase, acetyl-S-CoA carboxylase;

Tăng sinh lipogenesis bằng cách tạo ra một "sinh hóa thuận lợi

khí hậu":

kích hoạt glucose-6-phosphate dehydrogenase và là nguyên nhân sản xuất NADPH,

glucokinase, dẫn đến tổng hợp acetyl-SCoA,

acetyl-S-CoA carboxylase và tổng hợp axit béo, tăng tổng hợp axit béo.

Kích hoạt cAMP-phosphodiesterase, do đó làm giảm hoạt hóa của nó

ảnh hưởng đến protein kinase A và các phản ứng dị hóa.

Hiệu ứng chậm (phút-giờ)

1. Kích hoạt tổng hợp glucokinase, ATP-citrate lyase, acetyl-S-CoA-carbo-

xylase, tổng hợp axit béo, pyruvate kinase, lucose-6-phosphate dehydrogenase, cytolosol malate dehydrogenase .;

Tăng tổng hợp tRNA để tăng tốc độ phiên mã. Tuy nhiên, việc sản xuất mRNA của các enzym đối kháng giảm (ví dụ, đối với FEP-

cacboxykinase);

Làm tăng quá trình phosphoryl hóa serine của protein S6 ribosome, giúp kích thích sự tổng hợp protein.

Hiệu ứng rất chậm (giờ-ngày)

Tăng tổng hợp somatomedin, phụ thuộc vào hormone tăng trưởng;

Tăng sự phát triển và tăng sinh tế bào đồng thời hoạt động hiệp đồng với

somatomedin;

Kích thích tyrosine kinase., Gây ra sự chuyển đổi của tế bào từ G1 sang pha S của chu kỳ tế bào.

HẬU QUẢ CỦA VIỆC ĐỊNH NGHĨA INSULIN

Hậu quả nhanh chóng

tăng đường huyết- vì không có tác dụng của insulin và ảnh hưởng chiếm ưu thế -

glucagon, adrenaline, cortisol, hormone tăng trưởng.

Glucos niệu- ngưỡng của thận đối với glucose, tức là nồng độ glucose trong máu

tại đó nó xuất hiện trong nước tiểu, xấp xỉ bằng 10,0 mmol / l. Thông thường trong tháng

mức che phủ glucose 0,8 mmol / l và lên đến 2,78 mmol / ngày, ở các đơn vị khác khoảng 0,5

g / ngày, với bệnh tiểu đường, lượng glucose mất đi lên đến 100 g / ngày hoặc hơn.

ưu thế dị hóa protein quá mức đồng hóa dẫn đến tích tụ

các sản phẩm từ nitơ ob-

trao đổi, chủ yếu là urê và tăng

dẫn xuất nomu. Thặng dư

axit amin đi vào glu-

hình nón.

glucose và urê

giữ nước trong lòng thận một cách thẩm thấu

hình ống và phát sinh trên-

liuria.Khối lượng nước tiểu tăng gấp 2-3 lần.

Tăng phân rã

TAG trong mô mỡ và gan gây ra chứng thiếu máu

oxy hóa hơi cao

axit béo và sự tích tụ của chúng không bị oxy hóa

sản phẩm - thể xeton.

Nó dẫn đến xeton huyết,

keton niệu và nhiễm toan ceton.

Trong bệnh tiểu đường, nồng độ của các thể xeton tăng lên

100-200 lần và đạt

350 mg% (định mức 2 mg% hoặc

0,1-0,6 mmol / l).

Với đa niệu với mo-

cải ngọt, ngoài nước, muối bị mất, đặc biệt cacbo-

không có ông bà có tính kiềm. Điều này làm trầm trọng thêm tình trạng nhiễm toan.

Kết quả là

Các khoản 4,5,6 phát sinh dehyde-

Vòng xoay(trong trường hợp nghiêm trọng lên đến 5l) cơ thể, bao gồm giảm thể tích

mất máu, mất nước tế bào và nhăn nheo (da nhão, mắt trũng sâu)

cho, nhãn cầu mềm, màng nhầy khô), giảm huyết áp. Nhiễm toan gây khó thở (thở Kussmaul, nhanh và sâu) và thêm

cơ thể mất nước.

Trung tâm khát được kích hoạt và bắt đầu polydipsia.

Mất nước chắc chắn dẫn đến suy tuần hoàn ở mô.

nyakh - quá trình đường phân kỵ khí được kích hoạt, lactate tích tụ và ngoài ke-

nhiễm toan xảy ra nhiễm axit lactic.

Axit hóa môi trường gây ra sự thay đổi trong tương tác của insulin với thụ thể

rami, các tế bào trở nên không nhạy cảm với insulin - kháng insulin

ness.

Nhiễm toan máu làm giảm nồng độ 2,3-diphosphoglycerate trong hồng cầu.

tối đa Điều này, bằng cách tăng ái lực của hemoglobin đối với oxy, tạo ra tình trạng thiếu oxy mô và

làm trầm trọng thêm tình trạng nhiễm axit lactic

Hậu quả lâu dài

Tăng đường huyết làm tăng mạnh sự tiêu thụ glucose của các mô không phụ thuộc insulin (tế bào thành động mạch, nội mô, tế bào Schwann, hồng cầu,

stalik và võng mạc, tinh hoàn và tế bào cầu thận), chúng buộc phải kích hoạt các con đường chuyển hóa glucose đặc biệt. Cường độ của chúng chỉ được xác định bởi sự sẵn có của glucose:

Sự chuyển đổi glucose thành

sorbitol.

Sorbitol thâm nhập kém qua màng tế bào, sự tích tụ của nó trong tế bào dẫn đến

thẩm thấu sưng tấy của các tế bào và phá vỡ các chức năng của chúng. Ví dụ, sự xuất hiện của bệnh đục thủy tinh thể của thủy tinh thể và bệnh thần kinh (rối loạn xúc giác) trong các tế bào Schwann

Sự glycosyl hóa không phải enzym màu trắng khác nhau

kov, thay đổi đặc tính của chúng và kích hoạt sự tổng hợp của chúng do năng lượng dư thừa:

sự tổng hợp glycoprotein của màng đáy của cầu thận tăng lên. Điều này dẫn đến tắc mao mạch và suy giảm khả năng lọc.

tăng tổng hợp glycoprotein trong võng mạc, gây sưng

võng mạc và xuất huyết

tăng tổng hợp glycoprotein trong thể thủy tinh

tăng tổng hợp protein mô do có sẵn glucose và năng lượng

các protein thấu kính glycosyl hóa được kết hợp thành các tập hợp lớn,

tán xạ ánh sáng. Điều này gây ra sự đóng cục của thủy tinh thể và đục thủy tinh thể.

glycosyl hóa hemoglobin trong hồng cầu, hình thành HbA 1 C

protein đông máu, làm tăng độ nhớt của máu

Protein LDL, làm giảm liên kết của chúng với các thụ thể và làm tăng nồng độ cholesterol trong máu

Các protein HDL, giúp tăng cường ái lực của chúng với các thụ thể và loại bỏ nhanh chóng

ion từ dòng máu

Do hai rối loạn cuối cùng, bệnh lý vĩ mô xảy ra, xơ vữa động mạch phát triển.

xơ vữa mạch não, tim, thận, tứ chi. Chủ yếu là đặc điểm của

TIÊU HÓA VÀ HẤP THỤ

Với hàm lượng calo trong khẩu phần là 2000-3000 kcal, lượng carbohydrat ăn vào hàng ngày là 300-450g. Với thức ăn có tinh bột, đường sucrose, đường lactose, chất xơ (chất xơ, v.v.). Quá trình tiêu hóa carbohydrate bắt đầu trong khoang miệng với sự tham gia của α-amylase nước bọt, phân cắt các liên kết α-1,4-glycosidic trong tinh bột. Sự phân hủy hoàn toàn tinh bột không xảy ra ở đây, vì thức ăn ở trong miệng chỉ tồn tại trong thời gian ngắn. Từ tinh bột trong khoang miệng, các mảnh lớn được hình thành - dextrin. Dịch dạ dày không chứa các enzym phân hủy carbohydrate. Quá trình tiêu hóa carbohydrate tiếp tục diễn ra trong ruột non. Enzyme α-amylase của tuyến tụy phân cắt các liên kết α-1,4-glycosidic của tinh bột và dextrin, các liên kết α-1,6-glycosidic bị phân cắt bởi enzyme của dịch ruột - amyl-1,6-glycosidase. Dưới tác dụng của 2 loại enzim sẽ tạo thành đường disaccharide maltose. Amylase tuyến tụy không phân cắt các liên kết β-1,4-glycosidic mà liên kết các gốc glucose trong phân tử cellulose. Do đó, chất xơ trong thực phẩm không được tiêu hóa, nhưng chúng phải có mặt trong chế độ ăn uống, vì chúng cải thiện nhu động, đẩy nhanh cảm giác no và giảm mức cholesterol trong máu, vì axit mật được hấp thụ và loại bỏ khỏi cơ thể. Trong khẩu phần ăn phải có chất xơ cho người béo phì, táo bón, xơ vữa động mạch, đái tháo đường. Maltose, được hình thành từ tinh bột, cũng như các disaccharide thực phẩm - sucrose và lactose được tiêu hóa bởi các enzym ruột non - disaccharidases. Các enzym này không hoạt động trong lòng ruột, mà trên bề mặt của các tế bào biểu mô ruột. Maltose được phân cắt bởi maltase thành 2 phân tử glucose, lactose - bởi lactase thành glucose và galactose, sucrose - bởi sucrase thành glucose và fructose (Hình 3). Tất cả các monosaccharide đều được hấp thụ, trước tiên bằng cách khuếch tán thuận lợi và sau đó bằng cách vận chuyển tích cực trong sự tương tác với các ion Na +.

Hình 3. Dị hóa disaccharid và cơ chế bệnh sinh của disaccharidoses

Máu của tĩnh mạch cửa chứa ba monosaccharide: glucose, fructose và galactose. Tất cả chúng đều đi vào gan, nơi xảy ra sự hợp nhất của fructose và galactose, tức là chúng được chuyển đổi thành glucose, monosaccharide duy nhất được sử dụng bởi tất cả các tế bào trong cơ thể chúng ta.

Disaccharidoses - vi phạm quá trình tiêu hóa disaccharid liên quan đến hoạt động không đủ của disaccharidases. Hoạt động không đủ của các enzym có thể là bẩm sinh và mắc phải. Các triệu chứng của các dạng bẩm sinh xuất hiện khá sớm, ví dụ, sau lần đầu tiên nuôi con bằng sữa mẹ (bị thiếu men lactase) hoặc khi bổ sung đường hoặc tinh bột vào chế độ ăn. Các hình thức mắc phải có thể được quan sát thấy trong các bệnh về đường ruột. Các disaccharid không phân giải được gây tiêu chảy do thẩm thấu, được hệ vi sinh đường ruột lên men tạo thành khí cacbonic dẫn đến đầy hơi, đau bụng.

GLYCOGEN METABOLISM

Nhiều mô tổng hợp glycogen như một dạng dự trữ của glucose. Tổng hợp và phân hủy glycogen đảm bảo sự ổn định của nồng độ glucose trong máu. Tổng hợp glycogen xảy ra ở trạng thái nghỉ ngơi và cảm giác no, vì bất kỳ quá trình đồng hóa nào cũng cần năng lượng. Glycogen được lắng đọng chủ yếu ở gan và cơ. Glucose đi vào tế bào được phosphoryl hóa với sự tham gia của hexokinase với sự tiêu tốn của ATP, với sự hình thành glucose-6-phosphate, trong quá trình phản ứng thuận nghịch dưới tác dụng của phosphoglucomutase, được chuyển thành glucose-1-phosphate . Sau đó, với sự tham gia của UTP, glucose-1-phosphate được chuyển thành UDP-glucose. Phân tử này được sử dụng như một nguồn cung cấp dư lượng glucose trong quá trình tổng hợp glycogen.

Vì glycogen trong tế bào không bao giờ bị phân hủy hoàn toàn, quá trình tổng hợp glycogen được thực hiện bằng cách kéo dài phân tử polysaccharide đã tồn tại, được gọi là "hạt". Các gốc glucoza từ UDP-glucoza được liên kết với “hạt giống” bằng liên kết α-1,4-glycosidic với sự tham gia của enzim glycogen synthase. Cấu trúc phân nhánh của glycogen được hình thành với sự tham gia của "enzyme phân nhánh" (Hình 4). Các enzym điều hòa trong quá trình tổng hợp glycogen là glycogen synthase và hexokinase. Sự tổng hợp glycogen tăng lên dưới ảnh hưởng của insulin, và bị ức chế bởi glucagon, catecholamine và glucocorticosteroid.

Hình 4. Chuyển hóa glycogen ở gan

Sự phân hủy glycogen xảy ra bằng cách phân cắt tuần tự các gốc glucose dưới dạng glucose-1-phosphate. Liên kết glycosidic bị phân cắt khi bổ sung thêm photphat vô cơ, do đó quá trình này được gọi là quá trình photphorolysis, và enzym được gọi là phosphorylase. Glucose-1-phosphate tạo thành sau đó được đồng phân hóa bởi men phosphoglucomutase thành glucose-6-phosphate. Trong gan (nhưng không ở trong cơ), glucose-6-phosphate có thể bị thủy phân để tạo thành glucose, được giải phóng vào máu. Phản ứng này được xúc tác bởi glucose-6-phosphatase. Glycogen trong cơ không được sử dụng để duy trì lượng glucose trong máu, vì cơ không có enzym glucose-6-phosphatase và việc hình thành glucose tự do ở đó là không thể, và glucose-6-phosphate không thể xuyên qua màng tế bào. Do đó, gan dự trữ glucose dưới dạng glycogen, không phải quá nhiều cho nhu cầu của chính nó, mà để duy trì nồng độ glucose không đổi trong máu. Chức năng của glycogen trong cơ là giải phóng glucose-6-phosphate tiêu thụ trong cơ để oxy hóa và sử dụng năng lượng.

Các enzym điều hòa sự phân hủy glycogen là phosphorylase và glucose-6-phosphatase. Quá trình thối rữa được tăng cường bởi catecholamine, glucagon, glucocorticosteroid; ức chế insulin.

GOU VPO UGMA Roszdrav

Khoa Hóa sinh

tôi chấp thuận

Cái đầu quán cà phê prof., d.m.s.

Meshchaninov V.N.

______''_____________ 2007

LECTURE # 7

Chủ đề: Tiêu hóa và hấp thụ chất bột đường. Trao đổi glycogen

Các khoa: y tế và dự phòng, y tế và dự phòng, nhi khoa.

Carbohydrate là những rượu đa chức có chứa một nhóm oxo.

Theo số lượng monome, tất cả các carbohydrate được chia thành: mono-, di-, oligo- và polysaccharid.

Monosaccharide được chia thành aldoses và ketoses theo vị trí của nhóm oxo.

Theo số lượng nguyên tử cacbon, monosaccharide được chia thành trioses, tetroses, pentoses, hexoses, v.v.

Chức năng của cacbohydrat

Monosaccharid Cacbohydrat không bị thủy phân thành cacbohydrat đơn giản hơn.

Monosaccharid:

thực hiện một chức năng năng lượng (hình thành ATP).

thực hiện chức năng dẻo (tham gia cấu tạo di-, oligo-, polisaccarit, axit amin, lipit, nuclêôtit).

thực hiện chức năng giải độc (các dẫn xuất của glucose, glucuronid, tham gia vào quá trình trung hòa các chất chuyển hóa độc hại và xenobiotics).

là các đoạn glycolipid (cerebroside).

disaccharides- cacbohydrat bị thủy phân thành 2 monosaccarit. Con người chỉ sản xuất một disaccharide, lactose. Lactose được tổng hợp trong quá trình tiết sữa ở tuyến vú và được tìm thấy trong sữa. Cô ấy là:

là nguồn cung cấp glucose và galactose cho trẻ sơ sinh;

tham gia vào quá trình hình thành hệ vi sinh bình thường ở trẻ sơ sinh.

Oligosaccharides- cacbohydrat bị thủy phân thành 3-10 monosaccarit.

Oligosaccharid là các đoạn glycoprotein (enzym, protein vận chuyển, protein thụ thể, hormone), glycolipid (globoside, ganglioside). Chúng tạo thành một glycocalyx trên bề mặt tế bào.

Polysaccharid- cacbohydrat bị thủy phân thành 10 monosaccarit trở lên. Homopolysaccharid thực hiện chức năng dự trữ (glycogen là một dạng lưu trữ glucose). Heteropolysaccharides (GAGs) là một thành phần cấu trúc của chất gian bào (chondroitin sulfat, axit hyaluronic), tham gia vào quá trình tăng sinh và biệt hóa tế bào, và ngăn ngừa đông máu (heparin).

Carbohydrate thực phẩm, định mức và nguyên tắc phân chia khẩu phần cho nhu cầu dinh dưỡng hàng ngày của họ. vai trò sinh học.

Thức ăn của con người chủ yếu chứa polysaccharid - tinh bột, cellulose thực vật, một lượng nhỏ hơn - glycogen động vật. Nguồn cung cấp sacaroza là thực vật, đặc biệt là củ cải đường, mía đường, đường lactoza có trong sữa của động vật có vú (có tới 5% đường lactoza trong sữa bò, tới 8% trong sữa mẹ). Trái cây, mật ong, nước trái cây chứa một lượng nhỏ glucose và fructose. Maltozaest trong mạch nha, bia.

Carbohydrate thực phẩm cung cấp cho cơ thể con người chủ yếu là nguồn cung cấp monosaccharide, chủ yếu là glucose. Một số polysaccharid: cellulose, pectin, dextrans, thực tế không được tiêu hóa ở người, chúng hoạt động như một chất hấp thụ trong đường tiêu hóa (loại bỏ cholesterol, axit mật, chất độc, v.v.), cần thiết để kích thích nhu động ruột và hình thành hệ vi sinh bình thường.

Carbohydrate là một thành phần thiết yếu của thực phẩm, chúng chiếm 75% khối lượng của khẩu phần ăn và cung cấp hơn 50% lượng calo cần thiết. Ở một người trưởng thành, nhu cầu hàng ngày đối với carbohydrate là 400 g / ngày, đối với cellulose và pectin lên đến 10-15 g / ngày. Nên ăn nhiều polysaccharid phức tạp và ít monosaccharid.

Tiêu hóa carbohydrate

tiêu hóa nó là quá trình thủy phân các chất thành dạng đồng hóa của chúng. Quá trình tiêu hóa xảy ra: 1). Nội bào (trong lysosome); 2). Ngoại bào (trong ống tiêu hóa): a). bụng (xa); b). parietal (liên hệ).

Tiêu hóa carbohydrate trong miệng(con hoang)

Trong khoang miệng, thức ăn được nghiền nát trong quá trình nhai và làm ẩm bằng nước bọt. Nước bọt có 99% là nước và thường có độ pH là 6,8. Nước bọt chứa endoglycosidase α -amylase ( α -1,4-glycosidase), phân cắt các liên kết α-1,4-glycosidic bên trong tinh bột với sự hình thành các đoạn lớn - dextrin và một lượng nhỏ maltose và isomaltose. Cần có ion Cl -.

Tiêu hóa carbohydrate trong dạ dày(con hoang)

Hoạt động của amylase nước bọt bị chấm dứt trong môi trường axit (pH

Tiêu hóa carbohydrate trong ruột non(cavitary và parietal)

Trong tá tràng, thành phần axit trong dạ dày được trung hòa bởi dịch tụy (pH 7,5-8,0 do bicarbonat). Nó đi vào ruột với dịch tụy tuyến tụy α - amylase . Endoglycosidase này thủy phân các liên kết α-1,4-glycosidic bên trong trong tinh bột và dextrin để tạo thành maltose (2 gốc glucose được liên kết bởi một liên kết α-1,4-glycosidic), isomaltose (2 gốc glucose được liên kết bởi một α-1,6- liên kết glycosidic) và các oligosaccharid chứa 3-8 gốc glucose được liên kết bởi các liên kết α-1,4- và α-1,6-glycosidic.

Quá trình tiêu hóa maltose, isomaltose và oligosaccharides xảy ra dưới tác dụng của các enzym cụ thể - exoglycosidase, tạo thành các phức hợp enzym. Các phức hợp này nằm trên bề mặt của các tế bào biểu mô của ruột non và thực hiện quá trình tiêu hóa thành.

Phức hợp Sucrase-isomaltase gồm 2 peptit, có cấu trúc miền. Từ peptit đầu tiên, một tế bào chất, xuyên màng (cố định phức hợp trên màng tế bào ruột) và các miền liên kết và một tiểu đơn vị isomaltase được hình thành. Từ thứ hai - tiểu đơn vị sucrose. Sucrase tiểu đơn vị thủy phân liên kết α-1,2-glycosidic trong sucrose, iso tiểu đơn vị maltase - Liên kết α-1,6-glycosidic trong isomaltose, liên kết α-1,4-glycosidic trong maltose và maltotriose. Có rất nhiều phức tạp ở hỗng tràng, ít hơn ở phần gần và xa của ruột.

Phức hợp glycoamylase , chứa hai tiểu đơn vị xúc tác với sự khác biệt nhỏ về tính đặc hiệu của cơ chất. Thủy phân các liên kết α-1,4-glycosidic trong oligosaccharid (từ đầu khử) và trong maltose. Hoạt động lớn nhất ở các phần dưới của ruột non.

phức hợp β-Glycosidase (lactase) glycoprotein, thủy phân liên kết β-1,4-glycosidic trong lactose. Hoạt động của men lactase phụ thuộc vào độ tuổi. Ở bào thai, đặc biệt tăng vào cuối thai kỳ và duy trì ở mức cao cho đến 5 - 7 tuổi. Sau đó, hoạt động của lactase giảm, bằng 10% mức độ hoạt động đặc trưng của trẻ em ở người lớn.

Tregalase phức hợp glycosidase, thủy phân liên kết α-1,1-glycosidic giữa các glucose trong trehalose, một disaccharide của nấm.

Quá trình tiêu hóa carbohydrate kết thúc bằng việc hình thành các monosaccharide - chủ yếu là glucose, ít fructose và galactose được hình thành, thậm chí ít hơn - mannose, xylose và arabinose.

Hấp thụ cacbohydrat

Monosaccharid được hấp thụ bởi các tế bào biểu mô của hỗng tràng và hồi tràng. Sự vận chuyển monosaccharide vào tế bào niêm mạc ruột có thể được thực hiện bằng cách khuếch tán (ribose, xylose, arabinose), khuếch tán dễ dàng với sự trợ giúp của các protein mang (fructose, galactose, glucose), và bằng vận chuyển tích cực thứ cấp (galactose, glucose ). Sự vận chuyển tích cực thứ cấp của galactose và glucose từ lòng ruột đến tế bào ruột được thực hiện bởi sự kết hợp với Na +. Thông qua protein mang, Na + di chuyển dọc theo gradien nồng độ của nó và mang theo cacbohydrat đối với gradien nồng độ của chúng. Gradient nồng độ Na + được tạo bởi Na + / K + -ATPase.

Ở nồng độ thấp glucose trong lòng ruột, nó chỉ được vận chuyển vào tế bào ruột bằng vận chuyển tích cực, ở nồng độ cao - bằng vận chuyển tích cực và khuếch tán thuận lợi. Tốc độ hấp thụ: galactose> glucose> fructose> monosaccharide khác. Các monosaccharid thoát ra khỏi các tế bào ruột về phía mao mạch máu bằng cách khuếch tán thuận lợi qua các protein mang.

Suy giảm tiêu hóa và hấp thụ carbohydrate

Tiêu hóa không đầy đủ và hấp thụ thức ăn đã tiêu hóa được gọi là kém hấp thu . Tình trạng kém hấp thu carbohydrate có thể dựa trên hai loại nguyên nhân:

1). Các khiếm khuyết do di truyền và mắc phải trong các enzym liên quan đến quá trình tiêu hóa. Các khuyết tật di truyền của phức hợp lactase, α-amylase, sucrase-isomaltase đã được biết đến. Nếu không được điều trị, những bệnh lý này sẽ kèm theo chứng loạn khuẩn mãn tính và làm suy giảm sự phát triển thể chất của trẻ.

Rối loạn tiêu hóa mắc phải có thể được quan sát thấy trong các bệnh đường ruột, chẳng hạn như viêm dạ dày, viêm đại tràng, viêm ruột, sau các hoạt động trên đường tiêu hóa.

Thiếu hụt lactase ở người lớn có thể liên quan đến việc giảm biểu hiện của gen lactase, biểu hiện của việc không dung nạp sữa - quan sát thấy nôn mửa, tiêu chảy, đau quặn bụng và đầy hơi. Tần suất của bệnh lý này là 7-12% ở Châu Âu, 80% ở Trung Quốc, và lên đến 97% ở Châu Phi.

2). Hấp thu kém các monosaccharid trong ruột.

Rối loạn hấp thu có thể do khiếm khuyết trong bất kỳ thành phần nào liên quan đến việc vận chuyển monosaccharid qua màng. Các bệnh lý liên quan đến khiếm khuyết trong protein vận chuyển glucose phụ thuộc natri được mô tả.

Hội chứng kém hấp thu đi kèm với tiêu chảy thẩm thấu, tăng nhu động ruột, co thắt, đau và đầy hơi. Tiêu chảy là do các disaccharide không được tiêu hóa hoặc monosaccharide không được hấp thụ ở ruột xa, cũng như các axit hữu cơ do vi sinh vật hình thành trong quá trình phân hủy không hoàn toàn carbohydrate.

Vận chuyển glucose từ máu đến tế bào

Glucose đi vào tế bào từ máu bằng cách khuếch tán thuận lợi với sự trợ giúp của các protein mang - GLUT. Chất vận chuyển glucose GLUT có một tổ chức miền và được tìm thấy trong tất cả các mô. Có 5 loại GLUT:

GLUT-1 - chủ yếu ở não, nhau thai, thận, ruột già;

GLUT-2 - chủ yếu ở gan, thận, tế bào β của tuyến tụy, tế bào ruột, có trong hồng cầu. Có km cao;

GLUT-3 - trong nhiều mô, bao gồm não, nhau thai, thận. Nó có ái lực với glucose lớn hơn GLUT-1;

GLUT-4 - phụ thuộc insulin, trong cơ (xương, tim), mô mỡ;

GLUT-5 - có nhiều trong các tế bào của ruột non, là chất mang fructose.

GLUT, tùy thuộc vào loại, có thể nằm chủ yếu ở cả màng sinh chất và trong túi tế bào. Sự vận chuyển glucose qua màng chỉ xảy ra khi GLUT có mặt trong màng sinh chất. Sự kết hợp các GLUT vào màng của túi tế bào xảy ra dưới tác dụng của insulin. Khi nồng độ insulin trong máu giảm, các GLUT này lại di chuyển vào tế bào chất. Các mô trong đó GLUT không có insulin gần như nằm hoàn toàn trong tế bào chất của tế bào (GLUT-4, và ở mức độ thấp hơn là GLUT-1) hóa ra phụ thuộc insulin (cơ, mô mỡ) và các mô trong đó GLUT là chủ yếu nằm trong màng sinh chất (GLUT- 3) - không phụ thuộc vào insulin.

Các vi phạm khác nhau trong công việc của GLUT đã được biết đến. Một khiếm khuyết di truyền trong các protein này có thể làm cơ sở cho bệnh đái tháo đường không phụ thuộc insulin.

Chuyển hóa monosaccharide trong tế bào

Sau khi hấp thụ ở ruột, glucose và các monosaccharide khác đi vào tĩnh mạch cửa và sau đó đến gan. Monosaccharide trong gan được chuyển hóa thành glucose hoặc các sản phẩm của quá trình chuyển hóa của nó. Một phần glucose trong gan được lắng đọng dưới dạng glycogen, một phần được sử dụng để tổng hợp các chất mới, và một phần được đưa qua máu đến các cơ quan và mô khác. Đồng thời, gan duy trì nồng độ glucose trong máu ở mức 3,3-5,5 mmol / l.

Sự phosphoryl hóa và sự khử phosphoryl hóa của monosaccharide

Trong tế bào, glucose và các monosaccharide khác được phosphoryl hóa bằng cách sử dụng ATP để tạo thành các este photphat: glucose + ATP → glucose-6p + ADP. Đối với hexoses, phản ứng không thuận nghịch này được xúc tác bởi enzyme hexokinase , có các đồng dạng: trong cơ - hexokinase II, trong gan, thận và tế bào β của tuyến tụy - hexokinase IV (glucokinase), trong tế bào mô khối u - hexokinase III. Sự phosphoryl hóa monosaccharide dẫn đến sự hình thành các hợp chất phản ứng (phản ứng hoạt hóa), không thể rời khỏi tế bào vì không có protein mang tương ứng. Sự phosphoryl hóa làm giảm lượng glucose tự do trong tế bào chất, tạo điều kiện thuận lợi cho sự khuếch tán của nó từ máu vào tế bào.

Hexokinase II phosphoryl hóa D-glucose, và với tốc độ chậm hơn, các hexo khác. Có ái lực cao với glucose (Km

Glucokinase (hexokinase IV) có ái lực thấp với glucose (Km - 10 mmol / l), hoạt động ở gan (và thận) với sự gia tăng nồng độ glucose (trong quá trình tiêu hóa). Glucokinase không bị ức chế bởi glucose-6-phosphate, cho phép gan loại bỏ lượng glucose dư thừa ra khỏi máu mà không bị hạn chế.

Glucose-6-phosphatase xúc tác sự phân cắt không thuận nghịch của nhóm phosphat bằng phương pháp thủy phân trong EPR: Glucose-6-f + H 2 O → Glucose + H 3 RO 4, chỉ có ở gan, thận và tế bào biểu mô ruột. Glucose tạo thành có thể khuếch tán từ các cơ quan này vào máu. Do đó, glucose-6-phosphatase của gan và thận cho phép bạn tăng mức đường huyết thấp.

Hóa sinh Sách >> Thuốc, sức khỏe

Kiểm soát công việc Sam. Công việc bài giảng labs 7 34 34 ... tràn dịch. 6. Lâm sàng hóa sinh bệnh tật quả thận Nghiên cứu chức năng quả thận. Hóa sinh nước tiểu. Giáo dục và ... rối loạn chuyển hóa axit amin, lipit, cacbohydrat, mô liên kết. Phương pháp tiếp cận ...

tôi chấp thuận

Cái đầu quán cà phê prof., d.m.s.

Meshchaninov V.N.

______''_____________ 2005

Bài giảng số 7 Chủ đề: Tiêu hóa và hấp thụ chất bột đường. Trao đổi glycogen

Các khoa: y tế và dự phòng, y tế và dự phòng, nhi khoa. 2 khóa học.

Carbohydrate - Các chất có công thức chung C m (H 2 O) n, tên gọi dựa trên giả thiết rằng chúng đều chứa 2 thành phần - cacbon và nước (thế kỷ XIX). Theo số lượng monome, tất cả các carbohydrate được chia thành: mono-, di-, oligo- và polysaccharid.

Chức năng của cacbohydrat

Monosugar thực hiện năng lượng (hình thành ATP) và chất dẻo (tham gia cấu tạo chức năng mono-, di-, oligo-, polysaccharid, acid amin, lipid, nucleotit). Chúng là những đoạn glycolipid (cerebroside). Các dẫn xuất của glucose, glucuronid, tham gia vào quá trình giải độc của xenobiotics và bất hoạt các chất có nguồn gốc nội sinh.

disaccharides thực hiện một chức năng dinh dưỡng (lactose sữa).

Oligosaccharides là các đoạn glycoprotein (enzym, protein vận chuyển, protein thụ thể, hormone), glycolipid (globoside, ganglioside).

Polysaccharid thực hiện chức năng lưu trữ (glycogen) và cấu trúc (GAG), tham gia vào quá trình tăng sinh và biệt hóa tế bào.

Carbohydrate thực phẩm, định mức và nguyên tắc phân chia khẩu phần cho nhu cầu dinh dưỡng hàng ngày của họ. vai trò sinh học.

Thức ăn của con người chủ yếu chứa polysaccharid - tinh bột, cellulose (thực vật), một lượng nhỏ hơn - glycogen (động vật). Nguồn cung cấp sacaroza là thực vật, đặc biệt là củ cải đường, mía đường, đường lactoza có trong sữa của động vật có vú (có tới 5% đường lactoza trong sữa bò, tới 8% trong sữa mẹ). Trái cây, mật ong, nước trái cây chứa một lượng nhỏ glucose và fructose. Maltozaest trong mạch nha, bia.

Carbohydrate thực phẩm cung cấp cho cơ thể con người chủ yếu là nguồn cung cấp monosaccharide, chủ yếu là glucose. Một số polysaccharid: cellulose, pectin, dextrans, thực tế không được tiêu hóa ở người, chúng hoạt động như một chất hấp thụ trong đường tiêu hóa (loại bỏ cholesterol, axit mật, chất độc, v.v.), cần thiết để kích thích nhu động ruột và hình thành hệ vi sinh bình thường.

Carbohydrate là một thành phần thiết yếu của thực phẩm, chúng chiếm 75% khối lượng của khẩu phần ăn và cung cấp hơn 50% lượng calo cần thiết. Ở một người trưởng thành, nhu cầu hàng ngày đối với carbohydrate là 400 g / ngày, đối với cellulose và pectin lên đến 10-15 g / ngày. Nên ăn nhiều polysaccharid phức tạp và ít monosaccharid.

Tiêu hóa carbohydrate

tiêu hóa nó là quá trình thủy phân các chất thành dạng đồng hóa của chúng. Quá trình tiêu hóa xảy ra: 1). Nội bào (trong lysosome); 2). Ngoại bào (trong ống tiêu hóa): a). bụng (xa); b). parietal (liên hệ).

Tiêu hóa carbohydrate trong miệng(con hoang)

Trong khoang miệng, thức ăn được nghiền nát trong quá trình nhai và làm ẩm bằng nước bọt. Nước bọt có 99% là nước và thường có độ pH là 6,8. Nước bọt chứa endoglycosidase α -amylase ( α -1,4-glycosidase), phân cắt các liên kết α-1,4-glycosidic bên trong tinh bột với sự hình thành các đoạn lớn - dextrin và một lượng nhỏ maltose và isomaltose. Cần có ion Cl -.

Tiêu hóa carbohydrate trong dạ dày(con hoang)

Hoạt động của amylase nước bọt bị chấm dứt trong môi trường axit (pH<4) содержимого желудка, однако, внутри пищевого комка ак­тивность амилазы может некоторое время сохраняться. Желудочный сок не содержит фермен­тов, расщепляющих углеводы, в нем возможен лишь незначительный кислотный гидролиз гликозидных связей.

Tiêu hóa carbohydrate trong ruột non(cavitary và parietal)

Trong tá tràng, thành phần axit trong dạ dày được trung hòa bởi dịch tụy (pH 7,5-8,0 do bicarbonat). Nó đi vào ruột với dịch tụy tuyến tụy α - amylase . Endoglycosidase này thủy phân các liên kết α-1,4-glycosidic bên trong trong tinh bột và dextrin để tạo thành maltose (2 gốc glucose được liên kết bởi một liên kết α-1,4-glycosidic), isomaltose (2 gốc glucose được liên kết bởi một α-1,6- liên kết glycosidic) và các oligosaccharid chứa 3-8 gốc glucose được liên kết bởi các liên kết α-1,4- và α-1,6-glycosidic.

Quá trình tiêu hóa maltose, isomaltose và oligosaccharides xảy ra dưới tác dụng của các enzym cụ thể - exoglycosidase, tạo thành các phức hợp enzym. Các phức hợp này nằm trên bề mặt của các tế bào biểu mô của ruột non và thực hiện quá trình tiêu hóa thành.

Phức hợp Sucrase-isomaltase gồm 2 peptit, có cấu trúc miền. Từ peptit đầu tiên, một tế bào chất, xuyên màng (cố định phức hợp trên màng tế bào ruột) và các miền liên kết và một tiểu đơn vị isomaltase được hình thành. Từ thứ hai - tiểu đơn vị sucrose. Sucrase tiểu đơn vị thủy phân liên kết α-1,2-glycosidic trong sucrose, iso tiểu đơn vị maltase - Liên kết α-1,6-glycosidic trong isomaltose, liên kết α-1,4-glycosidic trong maltose và maltotriose. Có rất nhiều phức tạp ở hỗng tràng, ít hơn ở phần gần và xa của ruột.

Phức hợp glycoamylase , chứa hai tiểu đơn vị xúc tác với sự khác biệt nhỏ về tính đặc hiệu của cơ chất. Thủy phân các liên kết α-1,4-glycosidic trong oligosaccharid (từ đầu khử) và trong maltose. Hoạt động lớn nhất ở các phần dưới của ruột non.

phức hợp β-Glycosidase (lactase) glycoprotein, thủy phân liên kết β-1,4-glycosidic trong lactose. Hoạt động của men lactase phụ thuộc vào độ tuổi. Ở bào thai, đặc biệt tăng vào cuối thai kỳ và duy trì ở mức cao cho đến 5 - 7 tuổi. Sau đó, hoạt động của lactase giảm, bằng 10% mức độ hoạt động đặc trưng của trẻ em ở người lớn.

Tregalase phức hợp glycosidase, thủy phân liên kết α-1,1-glycosidic giữa các glucose trong trehalose, một disaccharide của nấm.

Quá trình tiêu hóa carbohydrate kết thúc bằng việc hình thành các monosaccharide - chủ yếu là glucose, ít fructose và galactose được hình thành, thậm chí ít hơn - mannose, xylose và arabinose.

Hấp thụ cacbohydrat

Monosaccharid được hấp thụ bởi các tế bào biểu mô của hỗng tràng và hồi tràng. Sự vận chuyển monosaccharide vào tế bào niêm mạc ruột có thể được thực hiện bằng cách khuếch tán (ribose, xylose, arabinose), khuếch tán dễ dàng với sự trợ giúp của các protein mang (fructose, galactose, glucose), và bằng vận chuyển tích cực thứ cấp (galactose, glucose ). Sự vận chuyển tích cực thứ cấp của galactose và glucose từ lòng ruột đến tế bào ruột được thực hiện bởi sự kết hợp với Na +. Thông qua protein mang, Na + di chuyển dọc theo gradien nồng độ của nó và mang theo cacbohydrat đối với gradien nồng độ của chúng. Gradient nồng độ Na + được tạo bởi Na + / K + -ATPase.

Ở nồng độ thấp glucose trong lòng ruột, nó chỉ được vận chuyển vào tế bào ruột bằng vận chuyển tích cực, ở nồng độ cao - bằng vận chuyển tích cực và khuếch tán thuận lợi. Tốc độ hấp thụ: galactose> glucose> fructose> monosaccharide khác. Các monosaccharid thoát ra khỏi các tế bào ruột về phía mao mạch máu bằng cách khuếch tán thuận lợi qua các protein mang.

Suy giảm tiêu hóa và hấp thụ carbohydrate

Tiêu hóa không đầy đủ và hấp thụ thức ăn đã tiêu hóa được gọi là kém hấp thu . Tình trạng kém hấp thu carbohydrate có thể dựa trên hai loại nguyên nhân:

1). Các khiếm khuyết do di truyền và mắc phải trong các enzym liên quan đến quá trình tiêu hóa. Các khuyết tật di truyền của phức hợp lactase, α-amylase, sucrase-isomaltase đã được biết đến. Nếu không được điều trị, những bệnh lý này sẽ kèm theo chứng loạn khuẩn mãn tính và làm suy giảm sự phát triển thể chất của trẻ.

Rối loạn tiêu hóa mắc phải có thể được quan sát thấy trong các bệnh đường ruột, chẳng hạn như viêm dạ dày, viêm đại tràng, viêm ruột, sau các hoạt động trên đường tiêu hóa.

Thiếu hụt lactase ở người lớn có thể liên quan đến việc giảm biểu hiện của gen lactase, biểu hiện của việc không dung nạp sữa - quan sát thấy nôn mửa, tiêu chảy, đau quặn bụng và đầy hơi. Tần suất của bệnh lý này là 7-12% ở Châu Âu, 80% ở Trung Quốc, và lên đến 97% ở Châu Phi.

2). Hấp thu kém các monosaccharid trong ruột.

Rối loạn hấp thu có thể do khiếm khuyết trong bất kỳ thành phần nào liên quan đến việc vận chuyển monosaccharid qua màng. Các bệnh lý liên quan đến khiếm khuyết trong protein vận chuyển glucose phụ thuộc natri được mô tả.

Hội chứng kém hấp thu đi kèm với tiêu chảy thẩm thấu, tăng nhu động ruột, co thắt, đau và đầy hơi. Tiêu chảy là do các disaccharide không được tiêu hóa hoặc monosaccharide không được hấp thụ ở ruột xa, cũng như các axit hữu cơ do vi sinh vật hình thành trong quá trình phân hủy không hoàn toàn carbohydrate.

Vận chuyển glucose từ máu đến tế bào

Glucose đi vào tế bào từ máu bằng cách khuếch tán thuận lợi với sự trợ giúp của các protein mang - GLUT. Chất vận chuyển glucose GLUT có một tổ chức miền và được tìm thấy trong tất cả các mô. Có 5 loại GLUT:

GLUT-1 - chủ yếu ở não, nhau thai, thận, ruột già;

GLUT-2 - chủ yếu ở gan, thận, tế bào β của tuyến tụy, tế bào ruột, có trong hồng cầu. Có km cao;

GLUT-3 - trong nhiều mô, bao gồm não, nhau thai, thận. Nó có ái lực với glucose lớn hơn GLUT-1;

GLUT-4 - phụ thuộc insulin, trong cơ (xương, tim), mô mỡ;

GLUT-5 - có nhiều trong các tế bào của ruột non, là chất mang fructose.

GLUT, tùy thuộc vào loại, có thể nằm chủ yếu ở cả màng sinh chất và trong túi tế bào. Sự vận chuyển glucose qua màng chỉ xảy ra khi GLUT có mặt trong màng sinh chất. Sự kết hợp các GLUT vào màng của túi tế bào xảy ra dưới tác dụng của insulin. Khi nồng độ insulin trong máu giảm, các GLUT này lại di chuyển vào tế bào chất. Các mô trong đó GLUT không có insulin gần như nằm hoàn toàn trong tế bào chất của tế bào (GLUT-4, và ở mức độ thấp hơn là GLUT-1) hóa ra phụ thuộc insulin (cơ, mô mỡ) và các mô trong đó GLUT là chủ yếu nằm trong màng sinh chất (GLUT- 3) - không phụ thuộc vào insulin.

Các vi phạm khác nhau trong công việc của GLUT đã được biết đến. Một khiếm khuyết di truyền trong các protein này có thể làm cơ sở cho bệnh đái tháo đường không phụ thuộc insulin.

Chuyển hóa monosaccharide trong tế bào

Sau khi hấp thụ ở ruột, glucose và các monosaccharide khác đi vào tĩnh mạch cửa và sau đó đến gan. Monosaccharide trong gan được chuyển hóa thành glucose hoặc các sản phẩm của quá trình chuyển hóa của nó. Một phần glucose trong gan được lắng đọng dưới dạng glycogen, một phần được sử dụng để tổng hợp các chất mới, và một phần được đưa qua máu đến các cơ quan và mô khác. Đồng thời, gan duy trì nồng độ glucose trong máu ở mức 3,3-5,5 mmol / l.

Sự phosphoryl hóa và sự khử phosphoryl hóa của monosaccharide

Trong tế bào, glucose và các monosaccharide khác được phosphoryl hóa bằng cách sử dụng ATP để tạo thành các este photphat: glucose + ATP → glucose-6p + ADP. Đối với hexoses, phản ứng không thuận nghịch này được xúc tác bởi enzyme hexokinase, có các đồng dạng: trong cơ - hexokinase II, trong gan, thận và tế bào β của tuyến tụy - hexokinase IV (glucokinase), trong tế bào mô khối u - hexokinase III. Sự phosphoryl hóa monosaccharide dẫn đến sự hình thành các hợp chất phản ứng (phản ứng hoạt hóa), không thể rời khỏi tế bào vì không có protein mang tương ứng. Sự phosphoryl hóa làm giảm lượng glucose tự do trong tế bào chất, tạo điều kiện thuận lợi cho sự khuếch tán của nó từ máu vào tế bào.

Hexokinase II phosphoryl hóa D-glucose, và với tốc độ chậm hơn, các hexo khác. Có ái lực cao với glucose (Km<0,1 ммоль/л), гексокиназаIIобеспечивает поступление глюкозы в ткани даже при низкой концентрации глюкозы в крови. Так как гексокиназаIIингибируется глюкозо-6-ф (и АТФ/АДФ), глюкоза поступает в клетку только по мере необходимости.

Glucokinase (hexokinase IV) có ái lực thấp với glucose (Km- 10 mmol / l), hoạt động ở gan (và thận) với sự gia tăng nồng độ glucose (trong quá trình tiêu hóa). Glucokinase không bị ức chế bởi glucose-6-phosphate, cho phép gan loại bỏ lượng glucose dư thừa ra khỏi máu mà không bị hạn chế.

Glucose-6-phosphatase xúc tác sự phân cắt không thuận nghịch của nhóm phosphat bằng phương pháp thủy phân trong EPR: Glucose-6-f + H 2 O → Glucose + H 3 RO 4, chỉ có ở gan, thận và tế bào biểu mô ruột. Glucose tạo thành có thể khuếch tán từ các cơ quan này vào máu. Do đó, glucose-6-phosphatase của gan và thận cho phép bạn tăng mức đường huyết thấp.

Chuyển hóa glucose-6-phosphate

Glucose-6-ph có thể được tế bào sử dụng trong nhiều quá trình biến đổi khác nhau, trong đó chủ yếu là: dị hóa với sự hình thành ATP, tổng hợp glycogen, lipid, pentose, polysaccharid và axit amin.

GOU VPO UGMA Roszdrav

Khoa Hóa sinh

tôi chấp thuận

Cái đầu quán cà phê prof., d.m.s.

Meshchaninov V.N.

______''_____________ 2007

LECTURE # 7

Chủ đề: Tiêu hóa và hấp thụ chất bột đường. Trao đổi glycogen

Carbohydrate là những rượu đa chức có chứa một nhóm oxo.

Theo số lượng monome, tất cả các carbohydrate được chia thành: mono-, di-, oligo- và polysaccharid.

Monosaccharide được chia thành aldoses và ketoses theo vị trí của nhóm oxo.

Theo số lượng nguyên tử cacbon, monosaccharide được chia thành trioses, tetroses, pentoses, hexoses, v.v.

Chức năng của cacbohydrat

Monosaccharid Cacbohydrat không bị thủy phân thành cacbohydrat đơn giản hơn.

Monosaccharid:

Chúng thực hiện một chức năng năng lượng (hình thành ATP).

· Thực hiện chức năng dẻo (tham gia cấu tạo di-, oligo-, polysaccharid, axit amin, lipit, nucleotit).

thực hiện chức năng giải độc (các dẫn xuất của glucose, glucuronid, tham gia vào quá trình trung hòa các chất chuyển hóa độc hại và xenobiotics).

Chúng là những đoạn glycolipid (cerebroside).

disaccharides- cacbohydrat bị thủy phân thành 2 monosaccarit. Con người chỉ sản xuất một disaccharide, lactose. Lactose được tổng hợp trong quá trình tiết sữa ở tuyến vú và được tìm thấy trong sữa. Cô ấy là:

là nguồn cung cấp glucose và galactose cho trẻ sơ sinh;

Tham gia vào quá trình hình thành hệ vi sinh bình thường ở trẻ sơ sinh.

Oligosaccharides- cacbohydrat bị thủy phân thành 3-10 monosaccarit.

Oligosaccharid là các đoạn glycoprotein (enzym, protein vận chuyển, protein thụ thể, hormone), glycolipid (globoside, ganglioside). Chúng tạo thành một glycocalyx trên bề mặt tế bào.

Polysaccharid- cacbohydrat bị thủy phân thành 10 monosaccarit trở lên. Homopolysaccharid thực hiện chức năng dự trữ (glycogen là một dạng lưu trữ glucose). Heteropolysaccharides (GAGs) là một thành phần cấu trúc của chất gian bào (chondroitin sulfat, axit hyaluronic), tham gia vào quá trình tăng sinh và biệt hóa tế bào, và ngăn ngừa đông máu (heparin).

Carbohydrate thực phẩm, định mức và nguyên tắc phân chia khẩu phần cho nhu cầu dinh dưỡng hàng ngày của họ. vai trò sinh học. Thức ăn của con người chủ yếu chứa polysaccharid - tinh bột, cellulose thực vật, một lượng nhỏ hơn - glycogen động vật. Nguồn cung cấp đường sucrose là thực vật, đặc biệt là củ cải đường, mía đường. Lactose có trong sữa của động vật có vú (tới 5% lactose trong sữa bò, 8% trong sữa mẹ). Trái cây, mật ong, nước trái cây chứa một lượng nhỏ glucose và fructose. Maltose có trong mạch nha và bia.

Carbohydrate thực phẩm cung cấp cho cơ thể con người chủ yếu là nguồn cung cấp monosaccharide, chủ yếu là glucose. Một số polysaccharid: cellulose, pectin, dextrans, thực tế không được tiêu hóa ở người, chúng hoạt động như một chất hấp thụ trong đường tiêu hóa (loại bỏ cholesterol, axit mật, chất độc, v.v.), cần thiết để kích thích nhu động ruột và hình thành hệ vi sinh bình thường.

Carbohydrate là một thành phần thiết yếu của thực phẩm, chúng chiếm 75% khối lượng của khẩu phần ăn và cung cấp hơn 50% lượng calo cần thiết. Ở một người trưởng thành, nhu cầu hàng ngày đối với carbohydrate là 400 g / ngày, đối với cellulose và pectin lên đến 10-15 g / ngày. Nên ăn nhiều polysaccharid phức tạp và ít monosaccharid.

Tiêu hóa carbohydrate

tiêu hóa nó là quá trình thủy phân các chất thành dạng đồng hóa của chúng. Quá trình tiêu hóa xảy ra: 1). Nội bào (trong lysosome); 2). Ngoại bào (trong ống tiêu hóa): a). bụng (xa); b). parietal (liên hệ).

Tiêu hóa carbohydrate trong miệng(con hoang)

Trong khoang miệng, thức ăn được nghiền nát trong quá trình nhai và làm ẩm bằng nước bọt. Nước bọt có 99% là nước và thường có độ pH là 6,8. Nước bọt chứa endoglycosidase α-amylase (α-1,4-glycosidase), phân cắt các liên kết α-1,4-glycosidic bên trong tinh bột với sự hình thành các đoạn lớn - dextrin và một lượng nhỏ maltose và isomaltose. Cần có ion Cl -.

Tiêu hóa carbohydrate trong dạ dày(con hoang)

Hoạt động của amylase nước bọt bị chấm dứt trong môi trường axit (pH<4) содержимого желудка, однако, внутри пищевого комка ак­тивность амилазы может некоторое время сохраняться. Желудочный сок не содержит фермен­тов, расщепляющих углеводы, в нем возможен лишь незначительный кислотный гидролиз гликозидных связей.

Tiêu hóa carbohydrate trong ruột non(cavitary và parietal)

Trong tá tràng, thành phần axit trong dạ dày được trung hòa bởi dịch tụy (pH 7,5-8,0 do bicarbonat). Nó đi vào ruột với dịch tụy α-amylase tuyến tụy . Endoglycosidase này thủy phân các liên kết α-1,4-glycosidic bên trong trong tinh bột và dextrin để tạo thành maltose (2 gốc glucose được liên kết bởi một liên kết α-1,4-glycosidic), isomaltose (2 gốc glucose được liên kết bởi một α-1,6- liên kết glycosidic) và các oligosaccharid chứa 3-8 gốc glucose được liên kết bởi các liên kết α-1,4- và α-1,6-glycosidic.

Quá trình tiêu hóa maltose, isomaltose và oligosaccharides xảy ra dưới tác dụng của các enzym cụ thể - exoglycosidase, tạo thành các phức hợp enzym. Các phức hợp này nằm trên bề mặt của các tế bào biểu mô của ruột non và thực hiện quá trình tiêu hóa thành.

Phức hợp Sucrase-isomaltase gồm 2 peptit, có cấu trúc miền. Từ peptit đầu tiên, một tế bào chất, xuyên màng (cố định phức hợp trên màng tế bào ruột) và các miền liên kết và một tiểu đơn vị isomaltase được hình thành. Từ thứ hai - tiểu đơn vị sucrose. Sucrase tiểu đơn vị thủy phân liên kết α-1,2-glycosidic trong sucrose, tiểu đơn vị isomaltase - Liên kết α-1,6-glycosidic trong isomaltose, liên kết α-1,4-glycosidic trong maltose và maltotriose. Có rất nhiều phức hợp trong hỗng tràng, ít hơn ở phần gần và xa của ruột.

Phức hợp glycoamylase , chứa hai tiểu đơn vị xúc tác với sự khác biệt nhỏ về tính đặc hiệu của cơ chất. Thủy phân các liên kết α-1,4-glycosidic trong oligosaccharid (từ đầu khử) và trong maltose. Hoạt động lớn nhất ở các phần dưới của ruột non.

phức hợp β-Glycosidase (lactase) glycoprotein, thủy phân liên kết β-1,4-glycosidic trong lactose. Hoạt động của men lactase phụ thuộc vào độ tuổi. Ở bào thai, đặc biệt tăng vào cuối thai kỳ và duy trì ở mức cao cho đến 5 - 7 tuổi. Sau đó, hoạt động của lactase giảm, bằng 10% mức độ hoạt động đặc trưng của trẻ em ở người lớn. Tregalase phức hợp glycosidase, thủy phân các liên kết α-1,1-glycosidic giữa glucose trong trehalose, một disaccharide của nấm. Quá trình tiêu hóa carbohydrate kết thúc bằng sự hình thành các monosaccharide - chủ yếu là glucose, ít fructose và galactose được hình thành và thậm chí ít hơn - mannose, xylose và arabinose. Hấp thụ cacbohydrat Monosaccharid được hấp thụ bởi các tế bào biểu mô của hỗng tràng và hồi tràng. Sự vận chuyển monosaccharide vào tế bào niêm mạc ruột có thể được thực hiện bằng cách khuếch tán (ribose, xylose, arabinose), khuếch tán dễ dàng với sự trợ giúp của các protein mang (fructose, galactose, glucose), và bằng vận chuyển tích cực thứ cấp (galactose, glucose ). Sự vận chuyển tích cực thứ cấp của galactose và glucose từ lòng ruột đến tế bào ruột được thực hiện bởi sự kết hợp với Na +. Thông qua protein mang, Na + di chuyển dọc theo gradien nồng độ của nó và mang theo cacbohydrat đối với gradien nồng độ của chúng. Gradient nồng độ Na + được tạo bởi Na + / K + -ATPase.
Ở nồng độ thấp glucose trong lòng ruột, nó chỉ được vận chuyển vào tế bào ruột bằng vận chuyển tích cực, ở nồng độ cao - bằng vận chuyển tích cực và khuếch tán thuận lợi. Tốc độ hấp thụ: galactose> glucose> fructose> monosaccharide khác. Các monosaccharid thoát ra khỏi các tế bào ruột về phía mao mạch máu bằng cách khuếch tán thuận lợi qua các protein mang.

Suy giảm tiêu hóa và hấp thụ carbohydrate

Tiêu hóa không đầy đủ và hấp thụ thức ăn đã tiêu hóa được gọi là kém hấp thu . Tình trạng kém hấp thu carbohydrate có thể dựa trên hai loại nguyên nhân:

1). Các khiếm khuyết do di truyền và mắc phải trong các enzym liên quan đến quá trình tiêu hóa. Các khuyết tật di truyền của phức hợp lactase, α-amylase, sucrase-isomaltase đã được biết đến. Nếu không được điều trị, những bệnh lý này sẽ kèm theo chứng loạn khuẩn mãn tính và làm suy giảm sự phát triển thể chất của trẻ.

Rối loạn tiêu hóa mắc phải có thể được quan sát thấy trong các bệnh đường ruột, chẳng hạn như viêm dạ dày, viêm đại tràng, viêm ruột, sau các hoạt động trên đường tiêu hóa.

Thiếu hụt lactase ở người lớn có thể liên quan đến việc giảm biểu hiện của gen lactase, biểu hiện của việc không dung nạp sữa - quan sát thấy nôn mửa, tiêu chảy, đau quặn bụng và đầy hơi. Tần suất của bệnh lý này là 7-12% ở Châu Âu, 80% ở Trung Quốc, và lên đến 97% ở Châu Phi.

2). Hấp thu kém các monosaccharid trong ruột.

Rối loạn hấp thu có thể do khiếm khuyết trong bất kỳ thành phần nào liên quan đến việc vận chuyển monosaccharid qua màng. Các bệnh lý liên quan đến khiếm khuyết trong protein vận chuyển glucose phụ thuộc natri được mô tả.

Hội chứng kém hấp thu đi kèm với tiêu chảy thẩm thấu, tăng nhu động ruột, co thắt, đau và đầy hơi. Tiêu chảy là do các disaccharide không được tiêu hóa hoặc monosaccharide không được hấp thụ ở ruột xa, cũng như các axit hữu cơ do vi sinh vật hình thành trong quá trình phân hủy không hoàn toàn carbohydrate.

Vận chuyển glucose từ máu đến tế bào Glucose đi vào tế bào từ máu bằng cách khuếch tán thuận lợi với sự trợ giúp của các protein mang - GLUT. Chất vận chuyển glucose GLUT có một tổ chức miền và được tìm thấy trong tất cả các mô. Có 5 loại GLUT: GLUT-1 - chủ yếu ở não, nhau thai, thận, ruột già; GLUT-2 - chủ yếu ở gan, thận, tế bào β của tuyến tụy, tế bào ruột, có trong hồng cầu. Có km cao;

GLUT-3 - trong nhiều mô, bao gồm não, nhau thai, thận. Nó có ái lực với glucose lớn hơn GLUT-1;

GLUT-4 - phụ thuộc insulin, trong cơ (xương, tim), mô mỡ; GLUT-5 - có nhiều trong các tế bào của ruột non, là chất mang fructose.

GLUT, tùy thuộc vào loại, có thể nằm chủ yếu ở cả màng sinh chất và trong túi tế bào. Sự vận chuyển glucose qua màng chỉ xảy ra khi GLUT có mặt trong màng sinh chất. Sự kết hợp các GLUT vào màng của túi tế bào xảy ra dưới tác dụng của insulin. Khi nồng độ insulin trong máu giảm, các GLUT này lại di chuyển vào tế bào chất. Các mô trong đó GLUT không có insulin gần như nằm hoàn toàn trong tế bào chất của tế bào (GLUT-4, và ở mức độ thấp hơn là GLUT-1) hóa ra phụ thuộc insulin (cơ, mô mỡ) và các mô trong đó GLUT là chủ yếu nằm trong màng sinh chất (GLUT- 3) - không phụ thuộc vào insulin.

Các vi phạm khác nhau trong công việc của GLUT đã được biết đến. Một khiếm khuyết di truyền trong các protein này có thể làm cơ sở cho bệnh đái tháo đường không phụ thuộc insulin.

Chuyển hóa monosaccharide trong tế bào

Sau khi hấp thụ ở ruột, glucose và các monosaccharide khác đi vào tĩnh mạch cửa và sau đó đến gan. Monosaccharide trong gan được chuyển hóa thành glucose hoặc các sản phẩm của quá trình chuyển hóa của nó. Một phần glucose trong gan được lắng đọng dưới dạng glycogen, một phần được sử dụng để tổng hợp các chất mới, và một phần được đưa qua máu đến các cơ quan và mô khác. Đồng thời, gan duy trì nồng độ glucose trong máu ở mức 3,3-5,5 mmol / l.

Sự phosphoryl hóa và sự khử phosphoryl hóa của monosaccharide

Trong tế bào, glucose và các monosaccharide khác được phosphoryl hóa bằng cách sử dụng ATP để tạo thành các este photphat: glucose + ATP → glucose-6p + ADP. Đối với hexoses, phản ứng không thuận nghịch này được xúc tác bởi enzyme hexokinase , có các đồng dạng: trong cơ - hexokinase II, trong gan, thận và tế bào β của tuyến tụy - hexokinase IV (glucokinase), trong tế bào mô khối u - hexokinase III. Sự phosphoryl hóa monosaccharide dẫn đến sự hình thành các hợp chất phản ứng (phản ứng hoạt hóa), không thể rời khỏi tế bào vì không có protein mang tương ứng. Sự phosphoryl hóa làm giảm lượng glucose tự do trong tế bào chất, tạo điều kiện thuận lợi cho sự khuếch tán của nó từ máu vào tế bào.

Hexokinase II phosphoryl hóa D-glucose, và với tốc độ chậm hơn, các hexo khác. Có ái lực cao với glucose (Km<0,1 ммоль/л), гексокиназа II обеспечивает поступление глюкозы в ткани даже при низкой концентрации глюкозы в крови. Так как гексокиназа II ингибируется глюкозо-6-ф (и АТФ/АДФ), глюкоза поступает в клетку только по мере необходимости.

Glucokinase (hexokinase IV) có ái lực thấp với glucose (Km - 10 mmol / l), hoạt động ở gan (và thận) với sự gia tăng nồng độ glucose (trong quá trình tiêu hóa). Glucokinase không bị ức chế bởi glucose-6-phosphate, cho phép gan loại bỏ lượng glucose dư thừa ra khỏi máu mà không bị hạn chế.

Glucose-6-phosphatase xúc tác sự phân cắt không thuận nghịch của nhóm phosphat bằng phương pháp thủy phân trong EPR: Glucose-6-f + H 2 O → Glucose + H 3 RO 4, chỉ có ở gan, thận và tế bào biểu mô ruột. Glucose tạo thành có thể khuếch tán từ các cơ quan này vào máu. Do đó, glucose-6-phosphatase của gan và thận cho phép bạn tăng mức đường huyết thấp.

Chuyển hóa glucose-6-phosphate

Glucose-6-ph có thể được tế bào sử dụng trong nhiều quá trình biến đổi khác nhau, trong đó chủ yếu là: dị hóa với sự hình thành ATP, tổng hợp glycogen, lipid, pentose, polysaccharid và axit amin.

GLYCOGEN METABOLISM

Nhiều mô tổng hợp glycogen như một dạng dự trữ của glucose. Sự tổng hợp và phân hủy glycogen trong gan duy trì cân bằng nội môi glucose trong máu.

Glycogen - một homopolysaccharide glucose phân nhánh có khối lượng> 10 7 Da (50.000 gốc glucose), trong đó các gốc glucose được nối thành các đoạn thẳng bằng liên kết α-1,4-glycosidic. Tại các điểm nhánh, cứ khoảng 10 gốc glucozơ, các monome được nối với nhau bằng liên kết α-1,6-glycosidic. Glycogen, không tan trong nước, được lưu trữ trong dịch bào của tế bào ở dạng hạt có đường kính 10-40 nm. Glycogen được lắng đọng chủ yếu ở gan (tới 5%) và cơ xương (tới 1%). Cơ thể có thể chứa từ 0 đến 450 g glycogen.

Cấu trúc phân nhánh của glycogen thúc đẩy công việc của các enzym tách ra hoặc thêm các đơn phân.

Tổng hợp glycogen (glycogenogenesis)

Glycogen được tổng hợp với sự tiêu hao năng lượng trong quá trình tiêu hóa (1-2 giờ sau khi ăn thức ăn chứa carbohydrate).

Tổng hợp glycogen được thực hiện bằng cách kéo dài phân tử polysaccharide đã tồn tại được gọi là " hạt giống ", hoặc " lót ". Phần mồi có thể chứa protein glycogenin, trong đó một oligosaccharide (của khoảng 8 gốc glucose) được gắn vào Tyr. Các gốc glucose được chuyển bởi glycogen synthase đến đầu không khử của oligosaccharide và được liên kết bởi các liên kết α-1,4-glycosidic.

Khi vùng mạch thẳng được mở rộng đến khoảng 11 gốc glucose, enzyme phân nhánh chuyển khối đầu cuối chứa 6-7 gốc của nó đến phần dư glucose bên trong của chuỗi này hoặc chuỗi khác với sự hình thành liên kết α-1,6-glycosidic. Điểm nhánh mới được hình thành với khoảng cách ít nhất 4 điểm dư từ bất kỳ điểm nhánh hiện có nào.

Sự phân hủy glycogen (glycogenolysis)

Sự phân hủy glycogen xảy ra bằng cách phân cắt liên tiếp glucose-1-p để đáp ứng sự gia tăng nhu cầu glucose của cơ thể. Phản ứng được xúc tác bởi glycogen phosphorylase:

Glycogen phosphorylase bao gồm 2 đơn vị con giống nhau (94500 Da). Dạng không hoạt động được biểu thị bằng b, dạng hiện hoạt được biểu thị bằng a. Đã kích hoạt phosphorylase kinase b bằng cách phosphoryl hóa từng tiểu đơn vị ở serine ở vị trí 14.

Glycogen phosphorylase phân cắt các liên kết α-1,4-glycosidic bằng cách photphoro phân cho đến khi còn lại 4 gốc glucose trước điểm phân nhánh.

Sự bất hoạt của glycogen phosphorylase xảy ra trong quá trình dephosphoryl hóa với sự tham gia của một phosphatase phosphorylase cụ thể (phosphoprotein phosphatase FPP).

Loại bỏ một chi nhánh enzim phân nhánh . Nó có hoạt động transferase và glycosidase. Transferase một phần ( oligosaccharide transferase ) chuyển ba gốc glucose còn lại theo điểm nhánh đến đầu không khử của chuỗi liền kề, kéo dài nó cho phosphorylase.

phần glycosidase ( α-1,6-glucosidase ) thủy phân liên kết α-1,6-glycosidic, phân cắt glucozơ.

Glucose-1-p được đồng phân hóa thành glucose-6-p bởi men phosphoglucomutase.

Quy định chuyển hóa glycogen trong gan

4Ca 2+ KM

Ca 2+, DAG

Quá trình chuyển hóa glycogen được kiểm soát bởi các hormone (trong gan, insulin, glucagon, adrenaline; trong cơ, insulin và adrenaline), điều chỉnh quá trình phosphoryl hóa / dephosphoryl hóa của 2 enzym chính là glycogen synthase và glycogen phosphorylase.

Khi lượng glucose trong máu không đủ, hormone glucagon sẽ được giải phóng, trong trường hợp nghiêm trọng - adrenaline. Chúng kích thích quá trình phosphoryl hóa glycogen synthase (nó bị bất hoạt) và glycogen phosphorylase (nó được kích hoạt). Với sự gia tăng nồng độ glucose trong máu, insulin sẽ được giải phóng, nó kích thích quá trình dephosphoryl hóa glycogen synthase (nó được kích hoạt) và glycogen phosphorylase (nó bị bất hoạt). Ngoài ra, insulin còn tạo ra sự tổng hợp glucokinase, do đó đẩy nhanh quá trình phosphoryl hóa glucose trong tế bào. Tất cả điều này dẫn đến thực tế là insulin kích thích sự tổng hợp glycogen, adrenaline và glucagon - sự phân hủy của nó.

Cơ chế điều hòa allosteric của glycogen phosphorylase cũng tồn tại ở gan: nó bị ức chế bởi ATP và glucose-6p, và được hoạt hóa bởi AMP.

Rối loạn chuyển hóa glycogen

Bệnh glycogen - một nhóm các rối loạn di truyền, dựa trên sự giảm hoặc thiếu hoạt động của các enzym xúc tác các phản ứng tổng hợp hoặc phân hủy glycogen, hoặc vi phạm quy định của các enzym này.

Glycogenose - các bệnh do khiếm khuyết trong các enzym liên quan đến sự phân hủy glycogen. Chúng được biểu hiện bằng cấu trúc bất thường của glycogen, hoặc bằng sự tích tụ quá mức của nó trong gan, cơ tim hoặc cơ xương, thận, phổi và các cơ quan khác.

Hiện nay, glycogenose được chia thành 2 nhóm: gan và cơ.

Các dạng glycogenosis ở gan dẫn đến gián đoạn việc sử dụng glycogen để duy trì mức đường huyết. Do đó, một triệu chứng chung cho các dạng này là hạ đường huyết trong giai đoạn sau hấp thu.

Bệnh Gierke (loại I) được ghi nhận thường xuyên nhất. Nguyên nhân là do khiếm khuyết di truyền của glucose-6-phosphatase, một loại enzym đảm bảo giải phóng glucose vào máu sau khi nó được giải phóng từ glycogen trong tế bào gan và thận. Các tế bào gan và các ống thận bị co thắt chứa đầy glycogen, gan và lá lách to ra, bệnh nhân có khuôn mặt sưng tấy - “khuôn mặt của một con búp bê Trung Quốc”. Bệnh được biểu hiện bằng hạ đường huyết, tăng triacylglycerid máu, tăng acid uric máu, nhiễm toan.

một). Trong tế bào gan: glucose-6-p → PVC, lactate (toan hóa), ribose-5-p. ribose-5-p → purin → axit uric

2). Trong máu: ↓ glucose → ↓ insulin / glucagon →: a) phân giải lipid ở mô mỡ → FA trong máu.

b). ↓ LPL của mô mỡ → TAG trong máu.

Điều trị - một chế độ ăn uống cho glucose, cho ăn thường xuyên.

bệnh sởi (loại III) phổ biến, 1/4 tổng số glycogenose gan. Glycogen nhánh tích tụ do enzyme phân nhánh bị lỗi. Glycogenolysis là có thể, nhưng với một lượng nhỏ. Nhiễm acid lactic và tăng acid uric máu không được quan sát thấy. Bệnh có đặc điểm là diễn biến nhẹ hơn bệnh Gierke.

Các dạng glycogenose trong cơ bắpđặc trưng bởi sự gián đoạn cung cấp năng lượng của cơ xương. Các bệnh này được biểu hiện khi gắng sức và kèm theo đau và chuột rút ở các cơ, yếu và mệt mỏi.

Bệnh McArdle (loại V) - một bệnh lý lặn trên autosomal, hoạt động glycogen phosphorylase không có trong cơ xương. Tích tụ glycogen trong cơ có cấu trúc bất thường.

Aglycogenoses

Aglycogenosis (phân loại 0 glycogenosis) là một bệnh do khiếm khuyết trong glycogen synthase. Trong gan và các mô khác của bệnh nhân, một hàm lượng glycogen rất thấp được quan sát thấy. Điều này được biểu hiện bằng tình trạng hạ đường huyết rõ rệt trong giai đoạn sau hấp thu. Một triệu chứng đặc trưng là co giật, đặc biệt là vào buổi sáng. Căn bệnh này tương thích với cuộc sống, nhưng trẻ em bị bệnh cần được cho ăn thường xuyên.

Khoa Hóa sinh

tôi chấp thuận

Cái đầu quán cà phê prof., d.m.s.

Meshchaninov V.N.

______''_____________ 2007

LECTURE # 8

Chuyên đề: Dị hóa glucozơ. đường phân

Các con đường chính của quá trình dị hóa glucose

Quá trình dị hóa glucose trong tế bào có thể diễn ra cả trong điều kiện hiếu khí và kỵ khí, chức năng chính của nó là tổng hợp ATP.

Quá trình oxy hóa hiếu khí của glucose

Trong điều kiện hiếu khí, glucozơ bị oxi hóa thành CO 2 và H 2 O. Phương trình tổng thể:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + 2880 kJ / mol.

Quá trình này bao gồm một số giai đoạn:

1. Đường phân hiếu khí . Nó oxy hóa 1 glucose thành 2 PVC, với sự hình thành 2 ATP (2 ATP đầu tiên được sử dụng, sau đó 4 ATP được hình thành) và 2 NADH 2;

2. Biến đổi 2 PVC thành 2 axetyl-CoA với sự giải phóng 2 CO 2 và tạo thành 2 NADH 2;

3. TsTK. Nó oxy hóa 2 acetyl-CoA với việc giải phóng 4 CO 2, tạo thành 2 GTP (cho 2 ATP), 6 NADH 2 và 2 FADH 2;

4. chuỗi phosphoryl hóa oxy hóa. Quá trình oxy hóa 10 (8) NADH 2, 2 (4) FADH 2 xảy ra trong đó với sự tham gia của 6 O 2, trong khi 6 H 2 O được giải phóng và tổng hợp 34 (32) ATP.

Kết quả của quá trình oxy hóa hiếu khí glucose, 38 (36) ATP được hình thành, trong đó: 4 ATP trong phản ứng phosphoryl hóa cơ chất, 34 (32) ATP trong phản ứng phosphoryl hóa oxy hóa. Hiệu suất của quá trình oxy hóa hiếu khí sẽ là 65%.

Quá trình oxy hóa glucose kỵ khí

Dị hóa glucose không có O 2 xảy ra trong quá trình đường phân kỵ khí và PFS (PFP).

· Suốt trong đường phân kỵ khí 1 glucose được oxy hóa thành 2 phân tử axit lactic với sự hình thành 2 ATP (2 ATP đầu tiên được chi tiêu, sau đó 4 ATP được hình thành). Trong điều kiện yếm khí, đường phân là nguồn năng lượng duy nhất. Phương trình tóm tắt: C 6 H 12 O 6 + 2H 3 RO 4 + 2ADP → 2C 3 H 6 O 3 + 2ATP + 2H 2 O.

· Suốt trong PFP pentoses và NADPH 2 được hình thành từ glucose. Suốt trong PFS chỉ có NADPH 2 được tạo thành từ glucozơ.

GLYCOLYSIS

Glycolysis là con đường chính để dị hóa glucose (cũng như fructose và galactose). Tất cả các phản ứng của nó đều diễn ra trong dịch bào.

Đường phân hiếu khí - Đây là quá trình oxi hóa glucozơ thành PVC, xảy ra với sự có mặt của O 2.

Đường phân kỵ khí - Đây là quá trình oxy hóa glucose thành lactate, xảy ra trong điều kiện không có O 2.

Đường phân kỵ khí khác với hiếu khí chỉ ở chỗ có 11 phản ứng cuối cùng, 10 phản ứng đầu tiên mà chúng có điểm chung.

Các giai đoạn của quá trình đường phân

Trong bất kỳ quá trình đường phân nào, có thể phân biệt 2 giai đoạn:

• Giai đoạn 1 là chuẩn bị, nó tiêu thụ 2 ATP. Glucose được phosphoryl hóa và tách thành 2 phosphotrioses;
• Giai đoạn 2 gắn liền với quá trình tổng hợp ATP. Ở giai đoạn này, phosphotrioses được chuyển thành PVC. Năng lượng của giai đoạn này được sử dụng để tổng hợp 4 ATP và khử 2NADH 2, trong điều kiện hiếu khí, tổng hợp 6 ATP, và trong điều kiện kỵ khí, phục hồi PVC thành lactate.

Cân bằng năng lượng của quá trình đường phân

Do đó, cân bằng năng lượng của quá trình đường phân hiếu khí:

8ATP = -2ATP + 4ATP + 6ATP (từ 2NADH 2)

Cân bằng năng lượng của quá trình đường phân kỵ khí:

2ATP = -2ATP + 4ATP

Các phản ứng chung của quá trình đường phân hiếu khí và kỵ khí

1. Hexokinase (hexokinase II, ATP: hexose-6-phosphotransferase) trong cơ phosphoryl hóa chủ yếu là glucose, ít fructose và galactose. km<0,1 ммоль/л. Ингибитор глюкозо-6-ф, АТФ. Активатор адреналин. Индуктор инсулин.

Glucokinase (hexokinase IV, ATP: glucose-6-phosphotransferase) phosphoryl hóa glucose. Km - 10 mmol / l, hoạt động ở gan, thận. Glucose-6-f không bị ức chế. điện dẫn insulin. Các hexokinase thực hiện quá trình phosphoryl hóa các hexose.

2. Phosphohexose isomerase (glucose-6f-fructose-6f-isomerase) thực hiện đồng phân hóa aldoketoisome hóa các dạng mở của hexose.

3. Phosphofructokinase 1 (ATP: fructose-6p-1-phosphotransferase) thực hiện quá trình phosphoryl hóa fructose-6p. Phản ứng là không thể thuận nghịch và là phản ứng chậm nhất trong tất cả các phản ứng đường phân, quyết định tốc độ của tất cả các phản ứng đường phân. Hoạt hóa: AMP, fructose-2,6-dp (chất hoạt hóa mạnh, được hình thành với sự tham gia của phosphofructokinase 2 từ fructose-6f), fructose-6-p, Fn. Ức chế bởi: glucagon, ATP, NADH 2, xitrat, axit béo, thể xeton. chất cảm ứng phản ứng insulin.

4. Aldolase A (fructose-1,6-p: DAP-lyase). Aldolase hoạt động trên các dạng mở của hexoses, có 4 tiểu đơn vị, tạo thành một số đồng dạng. Hầu hết các mô chứa Aldolase A. Gan và thận chứa Aldolase B.

5. Phosphotriose isomerase (DAP-PHA-isomerase).

6. 3-PHA dehydrogenase (3-PHA: NAD + oxidoreductase (phosphoryl hóa)) bao gồm 4 tiểu đơn vị. Nó xúc tác sự hình thành các liên kết macroergic trong 1,3-FGK và giảm NADH 2, được sử dụng trong điều kiện hiếu khí để tổng hợp 8 (6) phân tử ATP.

7. Phosphoglycerate kinase (ATP: 3FGK-1-phosphotransferase). Thực hiện quá trình phosphoryl hóa cơ chất của ADP với sự hình thành ATP.

Trong các phản ứng sau đây, photphoester năng lượng thấp được chuyển thành photphat năng lượng cao.

8. Phosphoglycerate đột biến (3-FGK-2-FGK-isomerase) chuyển cặn phosphate thành FHA từ vị trí 3 sang vị trí 2.

9. Enolase (2-FHA: hydro-lyase) tách phân tử nước khỏi 2-FHA và tạo liên kết năng lượng cao với phốt pho. Bị ức chế bởi các ion F -.

10. pyruvate kinase (ATP: PVC-2-phosphotransferase) thực hiện quá trình phosphoryl hóa cơ chất của ADP với sự hình thành ATP. Hoạt hóa bởi fructose-1,6-dp, glucose. Ức chế bởi ATP, NADH 2, glucagon, adrenaline, alanin, axit béo, Acetyl-CoA. Chất cảm ứng: insulin, fructose.

Dạng enol tạo thành của PVC sau đó biến đổi không cần enzym thành dạng xeto ổn định hơn về mặt nhiệt động lực học. Phản ứng này là phản ứng cuối cùng cho quá trình đường phân hiếu khí.

Quá trình dị hóa thêm 2 PVC và việc sử dụng 2 NADH 2 phụ thuộc vào sự có mặt của O 2.

Phản ứng đường phân kỵ khí

Trong điều kiện yếm khí, PVC, giống như O 2 trong chuỗi hô hấp, đảm bảo tái tạo NAD + từ NADH 2, cần thiết cho sự tiếp tục của các phản ứng đường phân. PVC sau đó được chuyển thành axit lactic. Phản ứng diễn ra trong tế bào chất với sự tham gia của lactate dehydrogenase (LDH).

11. lactate dehydrogenase (lactat: NAD + oxidoreductase). Bao gồm 4 đơn vị con, có 5 đồng dạng.

Lactate không phải là sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi chất được loại bỏ khỏi cơ thể. Từ mô kỵ khí, lactate được máu vận chuyển đến gan, nơi nó chuyển thành glucose (chu trình Cori), hoặc vào các mô hiếu khí (cơ tim), nơi nó biến thành PVC và bị oxy hóa thành CO 2 và H 2 O.

Dị hóa PVC trong ti thể

Trong điều kiện hiếu khí, PVC và hydrogens với NADH2 được vận chuyển vào chất nền ty thể. PVC không đi qua màng trong ty thể một cách độc lập, sự vận chuyển của nó qua màng được thực hiện bằng cách vận chuyển tích cực thứ cấp bằng giao hưởng với H +. PVC trong ti thể được sử dụng trong 2 phản ứng:

1. Phức hợp pyruvate dehydrogenase (PVC: NAD + oxidoruductase (khử carboxyl hóa)) chứa 3 enzyme và 5 coenzyme: a) Pyruvate decarboxylase chứa ( E1) 120 monome và CTPT coenzym; b) Dihydrolipoyltransacylase ( E2) chứa 180 monome và coenzyme lipoamide và HCoA; c) Dihydrolipoyl dehydrogenase ( E3) chứa 12 monome và coenzyme FAD và NAD. Khu phức hợp Pyruvate DG thực hiện quá trình khử carboxyl oxy hóa PVC với sự tạo thành Acetyl-CoA. Chất kích hoạt: HSCoA, NAD +, ADP. Chất ức chế: NADH 2, ATP, Acetyl-CoA, axit béo, thể xeton. điện dẫn insulin.

Cơ chế hoạt động của phức hợp Pyruvate DG. Quá trình này trải qua 5 giai đoạn:

2. pyruvate carboxylase (PVC: CO 2 -synthetase (ATP → ADP + Fn)) là một enzym oligomeric phức tạp có chứa biotin. Carboxylat hóa PVC thành PIEC. Phản ứng bổ sung, nếu cần, sẽ thêm PEA vào TCA. Chất hoạt hóa: Acetyl-CoA.

Hệ thống đưa đón

Trong điều kiện hiếu khí, O 2 đảm bảo tái tạo NAD + từ NADH 2, cần thiết cho sự tiếp tục của phản ứng đường phân (NAD + cơ chất 3-PHA DG).

Vì màng trong của ti thể không thấm NADH 2, NADH 2 bị giảm trong quá trình đường phân sẽ chuyển các hydro của nó đến chuỗi hô hấp của ti thể bằng cách sử dụng hệ thống đặc biệt gọi là "con thoi". Hai hệ thống con thoi đã được biết đến: malate-aspartate và glycerophosphate.

1. Tàu con thoi Malate-aspartate là phổ quát, có tác dụng ở gan, thận, tim.

2.

Cơ chế con thoi glycerophosphat. Hoạt động trong cơ xương trắng, não, mô mỡ, tế bào gan .

Con thoi malate-aspartate hoạt động hiệu quả hơn về mặt năng lượng, vì nó chuyển hydro đến chuỗi hô hấp thông qua NAD của ty thể, tỷ lệ P / O là 3 và 3 ATP được tổng hợp.

Nó chuyển hydro cho con thoi glycerophosphat đến chuỗi hô hấp thông qua FAD trên KoQ, tỷ lệ P / O là 2, 2 ATP được tổng hợp.

Ý nghĩa dẻo của quá trình dị hóa glucose

Trong quá trình dị hóa, glucose có thể thực hiện các chức năng dẻo. Các chất chuyển hóa đường phân được sử dụng để tổng hợp các hợp chất mới. Do đó, fructose-6f và 3-PGA tham gia vào quá trình hình thành ribose-5-f (một thành phần của nucleotide); 3-phosphoglycerate có thể được bao gồm trong quá trình tổng hợp các axit amin như serine, glycine, cysteine. Trong gan và mô mỡ, Acetyl-CoA được sử dụng trong quá trình sinh tổng hợp axit béo, cholesterol, và DAP được sử dụng để tổng hợp glycerol-3p.

Quy định của quá trình đường phân

Hiệu ứng Pasteur - giảm tốc độ tiêu thụ glucose và tích tụ lactate khi có oxy.

Hiệu ứng Pasteur được giải thích là do sự hiện diện của sự cạnh tranh giữa các enzym hiếu khí (PVA DG, PVC carboxylase, các enzym của chuỗi phosphoryl oxy hóa) và các con đường oxy hóa kỵ khí (LDG) cho một chất chuyển hóa thông thường. PVC và coenzyme NADH 2 .

· Không có O 2, ti thể không tiêu thụ PVC và NADH 2, kết quả là nồng độ của chúng trong tế bào chất tăng lên và chúng đi đến sự hình thành lactat. Vì quá trình đường phân kỵ khí chỉ tạo ra 2 ATP từ 1 glucose, nên cần rất nhiều glucose để tạo thành một lượng ATP đủ (gấp 19 lần so với trong điều kiện hiếu khí).

· Khi có O 2, ti thể bơm ra PVC và NADH 2 từ tế bào chất, làm gián đoạn phản ứng hình thành lactat. Trong quá trình oxy hóa hiếu khí, 38 ATP được hình thành từ 1 glucose, do đó, cần ít glucose để tạo thành một lượng ATP đủ (ít hơn 19 lần so với trong điều kiện kỵ khí).

FRUCTOSE VÀ GALACTOSE METABOLISM

Fructose và galactose, cùng với glucose, được sử dụng để lấy năng lượng hoặc tổng hợp các chất: glycogen, TG, GAG, lactose, v.v.

Chuyển hóa đường fructose

Một lượng đáng kể đường fructose, được hình thành trong quá trình phân hủy sucrose, được chuyển hóa thành glucose đã có trong tế bào ruột. Một phần đường fructose đi đến gan.

Quá trình chuyển hóa fructose trong tế bào bắt đầu bằng phản ứng phosphoryl hóa:

1. Fructokinase (ATP: fructose-1-phosphotransferase) chỉ phosphoryl hóa fructose, có ái lực cao với nó. Chứa trong gan, thận, ruột. Insulin không ảnh hưởng đến hoạt động của nó.

2. Aldolase B (fructose: GA-lyase) ở trong gan, phân hủy fructose-1f (fructose-1,6f) thành glyceraldehyde (GA) và dihydroxyacetone phosphate (DAF).

3. Triosokinase (ATP: GA-3-phosphotransferase). Nhiều trong gan.

DAP và GA có nguồn gốc từ fructose tham gia vào gan chủ yếu trong quá trình tạo gluconeogenes. Một phần của DAP có thể bị khử thành glycerol-3-p và tham gia vào quá trình tổng hợp TG.

Rối loạn chuyển hóa đường fructose

Nguyên nhân dẫn đến suy giảm chuyển hóa fructose là do khiếm khuyết 3 enzym: fructokinase, aldolase B, triosekinase.

Đường niệu thiết yếu lành tính liên quan đến sự thiếu hụt fructokinase , không xuất hiện trên lâm sàng. Fructose tích tụ trong máu và được bài tiết qua nước tiểu, nơi nó có thể được phát hiện bằng các phương pháp trong phòng thí nghiệm. Tần suất 1: 130.000.

không dung nạp fructose di truyền bệnh lý phổ biến, xảy ra với một khiếm khuyết di truyền aldolase B (dạng lặn trên NST thường). Nó biểu hiện khi trái cây, nước trái cây, đường sucrose được thêm vào chế độ ăn uống. Sau khi ăn thực phẩm có chứa fructose, có nôn mửa, đau bụng, tiêu chảy, hạ đường huyết, thậm chí hôn mê và co giật . Trẻ nhỏ và thanh thiếu niên phát triển rối loạn mãn tính của gan và thận. Bệnh có kèm theo tích tụ fructose-1-f,ức chế hoạt động của phosphoglucomutase, do đó, sự phân hủy glycogen bị ức chế và phát triển hạ đường huyết. Kết quả là, quá trình huy động lipid, quá trình oxy hóa axit béo và tổng hợp các thể xeton được đẩy nhanh. Sự gia tăng các thể xeton có thể dẫn đến nhiễm toan chuyển hóa.

Kết quả của sự ức chế quá trình đường phân và quá trình đường phân là làm giảm tổng hợp ATP. Ngoài ra, sự tích tụ của fructose được phosphoryl hóa dẫn đến sự chuyển hóa của phosphate vô cơ bị suy giảm và giảm phosphate huyết. Để bổ sung phosphate nội bào, quá trình phân hủy adenyl nucleotide được tăng tốc. Các sản phẩm phân hủy của các nucleotide này được đưa vào quá trình dị hóa, đi qua các giai đoạn hình thành hypoxanthine, xanthine và cuối cùng là acid uric. Sự gia tăng lượng axit uric và giảm bài tiết urat trong điều kiện nhiễm toan chuyển hóa biểu hiện bằng tăng axit uric máu. Bệnh gút có thể là hậu quả của tăng axit uric máu ngay cả khi còn trẻ.

Chuyển hóa galactose

Galactose được hình thành trong ruột do sự thủy phân của lactose. Sự chuyển đổi galactose thành glucose xảy ra ở gan trong phản ứng epime hóa dưới dạng một dẫn xuất UDP.

Galactokinase (ATP: galactose-1-phosphotransferase) phosphoryl hóa galactose.

Galactose-1p-uridyltransferase thay thế phần dư glucose trong UDP-glucose bằng galactose để tạo thành UDP-galactose.

Epimerase (UDP-galactose-UDP-glucose-isomerase) là một enzym phụ thuộc NAD xúc tác quá trình epime hóa nhóm OH ở nguyên tử cacbon C 4, cung cấp sự chuyển đổi lẫn nhau của galactose và glucose trong thành phần của UDP.

Glucose-1-f được tạo thành có thể tham gia vào: 1) tổng hợp glycogen; 2) chuyển đổi thành glucose tự do; 3) dị hóa liên quan đến tổng hợp ATP, v.v.

Rối loạn chuyển hóa galactose

Galactosemia do khiếm khuyết di truyền ở bất kỳ loại nào trong ba loại enzym bao gồm galactose trong chuyển hóa glucose.

Galactosemia , do thiếu men galactose-1-phosphate uridyltransferase (GALT) có nhiều dạng, biểu hiện sớm và đặc biệt nguy hiểm cho trẻ em, vì sữa mẹ có chứa lactose. Các triệu chứng ban đầu của khiếm khuyết GALT: nôn mửa, tiêu chảy, mất nước, giảm cân, vàng da. Trong máu, nước tiểu và các mô, nồng độ galactose và galactose-1-ph tăng lên. Trong các mô của mắt (trong thủy tinh thể), galactose bị khử bởi men aldoreductase (NADP) với sự hình thành galactitol (dulcite). Galactitol tích tụ trong thể thuỷ tinh và liên kết với một lượng lớn nước, thuỷ tinh thể bị thuỷ tinh hoá quá mức dẫn đến sự phát triển của bệnh đục thuỷ tinh thể, hiện tượng này đã được quan sát thấy vài ngày sau khi sinh. Galactose-1-f ức chế hoạt động của các enzym chuyển hóa carbohydrate (phosphoglucomutase, glucose-6-phosphate dehydrogenase).

Galactose-1f có tác dụng gây độc cho tế bào gan: gan to, thoái hóa mỡ. Galactitol và galactose-1-ph gây suy thận. Các vi phạm trong tế bào của bán cầu đại não và tiểu não được ghi nhận, trong những trường hợp nghiêm trọng - phù não, chậm phát triển trí tuệ, có thể dẫn đến tử vong.

Một số khiếm khuyết trong cấu trúc của GALT chỉ dẫn đến mất một phần hoạt tính của enzym. Vì bình thường GALT tồn tại trong cơ thể quá mức, sự giảm hoạt động của nó đến 50%, và đôi khi thậm chí thấp hơn, có thể không được biểu hiện trên lâm sàng.

Điều trị bằng cách loại bỏ galactose khỏi chế độ ăn uống.

Pedfak. Đặc điểm dị hóa monosaccharid ở trẻ sơ sinh và trẻ em

Ở trẻ em, con đường UDP-glucose ↔ UDP-galactose đang hoạt động. Ở người lớn, con đường này không hoạt động. Trẻ sơ sinh có hoạt động PFS thấp. Khi mới sinh, một đứa trẻ trải qua quá trình chuyển đổi dị hóa glucose từ con đường kỵ khí sang hiếu khí. Trong thời gian đầu, việc sử dụng lipid chiếm ưu thế.

HỌC VIỆN Y TẾ NHÀ NƯỚC

Khoa Hóa sinh

tôi chấp thuận

Cái đầu quán cà phê prof., d.m.s.

Meshchaninov V.N.

______''_____________ 2005

LECTURE # 9

Chủ đề: Pentose phosphate shunt và gluconeogenesis,

điều hòa chuyển hóa cacbohydrat.

Gluconeogenesis (GNG)

Gluconeogenesis - tổng hợp glucose từ các chất không phải carbohydrate. Chức năng chính của nó là duy trì mức đường huyết trong thời gian nhịn ăn kéo dài và gắng sức với cường độ cao. Cơ chất chính của quá trình tạo gluconeogenesis là lactate, glycerol và axit amin. Gluconeogenesis là quá trình ngược lại của quá trình đường phân, xảy ra trong chất nền của tế bào chất và ti thể. Các phản ứng không thuận nghịch của quá trình đường phân (1, 3 và 10), được xúc tác bởi hexokinase, fructokinase và pyruvate kinase, được bỏ qua với sự tham gia của 4 enzym cụ thể của quá trình tạo gluconeogenesis: pyruvate carboxylase, phosphoenolpyruvate carboxykinase, fructose-1,6-phosphatase và glucose-6 -phosphatase. Ngoài ra, các enzym TCA, chẳng hạn như DG malate, tham gia vào quá trình tạo gluconeogenesis.

Các phản ứng của gluconeogenesisđược trình bày trong sơ đồ. Các phản ứng chính (không thể đảo ngược) của quá trình tạo gluconeogenesis:

1. pyruvate carboxylase (PVC: CO 2 -synthetase (ATP → ADP + Fn)) chứa biotin, nằm trong ty thể, biến PVC thành PEA. Chất dẫn điện: glucagon, adrenaline, cortisol. Chất kìm hãm: insulin. Chất ức chế: Chất hoạt hóa AMP, Acetyl CoA. PAA tạo thành đi qua màng trong ty thể ở dạng khử (như malate) hoặc amino (aspartate).

2. Phosphoenolpyruvate carboxykinase (GTP: PIA-2-phosphotransferase (decarboxylating)) nằm trong tế bào chất, chuyển đổi PIA thành PEP. Chất dẫn điện: glucagon, adrenaline, cortisol. Chất kìm hãm: insulin.

3. Fructose-1,6-phosphatase (Fructose-1,6dp: phospho-hydrolase) dephosphorylat fructose-1,6dp. Chất dẫn điện: glucagon, adrenaline, cortisol. Chất kìm hãm: insulin. Ức chế AMP, fructose-2,6dp. Chất hoạt hóa: xitrat, axit béo.

4. Glucose-6-phosphatase (Glucose-6p: phospho-hydrolase) dephosphorylat hóa glucose-6p. Chất dẫn điện: glucagon, adrenaline, cortisol. Chất kìm hãm: insulin.

Cân bằng năng lượng của quá trình tạo gluconeogenesis. Sự hình thành 1 glucose từ 2 lactat cần 6 ATP: 2 ATP cho pyruvate carboxylase, 2 GTP cho PEPcarboxykinase, 2 ATP cho phosphoglycerate kinase. Phương trình tổng quát cho quá trình tạo gluconeogenesis là:

2 lactat + 4 ATP + 2 GTP + 4 H 2 O → 1 glucoza + 4 ADP + 2 GDP + 6 Fn

Điều tiết gluconeogenesis. Quá trình điều tiết gluconeogenesis được thực hiện tương hỗ với các phản ứng của quá trình đường phân: hoạt hóa gluconeogenesis đi kèm với sự ức chế đường phân và ngược lại. Quá trình điều hòa chuyển hóa glucose xảy ra với sự tham gia của các hormone và các chất chuyển hóa làm thay đổi hoạt động và số lượng của các enzym điều hòa quá trình đường phân và tạo gluconeogenesis. Insulin cảm ứng sự tổng hợp các enzym quan trọng của quá trình đường phân và ức chế sự tổng hợp các enzym quan trọng của quá trình tạo gluconeogenes. Glucagon, cortisol và adrenaline tạo ra sự tổng hợp các enzym quan trọng của quá trình tạo gluconeogenes. Các enzym quan trọng của quá trình đường phân kích hoạt - AMP, fructose-2,6dp, fructose-1,6dp, ức chế - ATP, NADH 2, citrate, axit béo, alanin, Acetyl CoA, glucagon, adrenaline. Các enzym quan trọng của quá trình tạo gluconeogenesis được kích hoạt - Acetyl CoA, glucagon, bị ức chế - AMP, fructose-2,6dp.

Đặc điểm mô của gluconeogenesis. Không có gluconeogenesis trong hầu hết các mô.

Hoạt động lớn nhất của gluconeogenesis được ghi nhận ở gan, ít hơn ở thận và niêm mạc ruột, chúng có thể tổng hợp đến 80-100 g glucose mỗi ngày. Trong các cơ quan này, quá trình tạo gluconeogenes hoàn tất với việc hình thành glucose tự do, có thể thoát ra khỏi tế bào, duy trì cân bằng nội môi glucose trong máu. Bình thường, cân bằng nội môi đường huyết được cung cấp bởi quá trình tạo gluconeo ở gan lên đến 80%, thận lên đến 20%.

Tuy nhiên, một hoạt động nhỏ của quá trình tạo glucone được quan sát thấy trong các mô cơ, do không có các enzym cuối cùng của quá trình tạo glucone trong chúng, thay vào đó là glucose tự do, chỉ có các dẫn xuất của nó được hình thành, không thể rời khỏi tế bào. Do đó, carbohydrate được tổng hợp trong các mô cơ chỉ cho nhu cầu của chính chúng. Ví dụ, trong cơ xương và mô mỡ không có glucose-6-phosphatase, sản phẩm của quá trình tạo gluconeogenesis là glucose-6p. Không có fructose-1,6-diphosphatase trong cơ tim và cơ trơn, sản phẩm của quá trình tạo gluconeogenesis là fructose-1,6-dp.

Ý nghĩa sinh học của quá trình tạo gluconeogenesis. Sự cần thiết phải duy trì một mức độ liên tục của glucose trong máu là do đối với nhiều mô, glucose là chính (mô thần kinh), và đối với một số nguồn năng lượng duy nhất (hồng cầu). Nhu cầu tổng hợp glucose được giải thích là do quá trình phân giải glycogen ở gan có thể độc lập cung cấp cân bằng nội môi của glucose trong máu chỉ trong 8-12 giờ, sau đó nguồn cung cấp glycogen gần như cạn kiệt hoàn toàn trong ngày. Trong điều kiện đói kéo dài (hơn một ngày), gluconeogenesis là nguồn glucose duy nhất trong cơ thể.

Pentose Phosphate Shunt (PFS)

Đường shunt pentose phosphate (con đường, chu trình) là một con đường thay thế cho quá trình oxy hóa glucose. Quá trình này diễn ra mạnh nhất ở mô mỡ, gan, vỏ thượng thận, hồng cầu, bạch cầu thực bào, tuyến vú đang cho con bú, tinh hoàn. Nó tiến hành trong tế bào mà không có sự tham gia của oxy và bao gồm 2 giai đoạn, oxy hóa và không oxy hóa. Trong giai đoạn oxy hóa, NADPH 2 bị khử, được sử dụng: 1) để tái tạo glutathione trong hệ thống chống oxy hóa; 2) để tổng hợp các axit béo; 3) trong các phản ứng oxygenase với sự tham gia của cytochrome P 450 trong quá trình trung hòa xenobiotics, chất chuyển hóa, tổng hợp cholesterol, hormone steroid, v.v. Trong giai đoạn không oxy hóa, các pentose khác nhau được hình thành. Riboso-5f có thể được sử dụng để tổng hợp nucleotide purine và pyrimidine.

Đặc điểm mô về hoạt động của PFS (đường dẫn, chu kỳ).

Tùy thuộc vào nhu cầu của mô, quá trình pentose phosphate có thể tiến hành như một chu trình trao đổi chất, con đường hoặc chuyển tiếp của các phản ứng ban đầu của quá trình đường phân:

1. Với PFC hoặc PFS, chỉ NADPH 2 được tạo thành một sản phẩm. Pentoses trong trường hợp này không phải là sản phẩm cuối cùng, chúng được chuyển đổi thành phosphohexoses, đóng lại chu trình, hoặc đi đến quá trình đường phân, hoàn thành shunt. Trong mô mỡ, hồng cầu.

2. Sản phẩm PFP là NADPH 2 và pentoses. Trong gan, tủy xương.

3. Trong các mô không cảm thấy cần NADPH 2, chỉ có giai đoạn không oxy hóa PFP thực hiện chức năng và các phản ứng của nó đi theo hướng ngược lại, bắt đầu từ fructose-6f thành phosphopentose. Trong cơ bắp.

Phản ứng giai đoạn oxy hóa

Giai đoạn oxy hóa của PFS (con đường, chu trình) bao gồm 3 phản ứng không thể đảo ngược:

1). Glucose-6f dehydrogenase (glucose-6p: NADP + oxidoreductase). Chất ức chế NADPH 2. điện dẫn insulin.

2). Gluconolactone hydratase (6-phosphogluconate: hydro-lyase).

3). 6-phosphogluconate dehydrogenase (6-phosphogluconate: NADP + oxidoreductase (khử carboxyl hóa)). điện dẫn insulin.

Lược đồ PFS (đường dẫn, chu trình)

Trong sơ đồ, bước không oxy hóa bắt đầu với các epimerase và isomerase, đồng phân hóa ribulose-5f. Tất cả các phản ứng thuộc nấc không oxi hóa đều là phản ứng thuận nghịch.

Phương trình PFC tổng quát:

6 glucose-6f + 12 NADP + → 6 CO 2 + 12 NADPH 2 + 5 glucose-6f

Phương trình PFS chung:

3 glucose-6f + 6 NADP + → 3 CO 2 + 6 NADPH 2 + 2 fructose-6f + FHA

Phương trình PFP chung:

1) glucose-6f + 2 NADP + → CO 2 + 2 NADPH 2 + ribose-5f

2) 2 fructose-6f + FHA → 3 ribose-5f

Bệnh lý PFS

NADPH 2 là một thành phần quan trọng của quá trình bảo vệ chống oxy hóa; nó cần thiết để tái tạo glutathione, với sự tham gia của glutathione peroxidase, sẽ tiêu diệt các loại oxy phản ứng. Vì NADPH 2 chỉ được hình thành trong hồng cầu trong các phản ứng PFS, nên khiếm khuyết glucose-6f DG gây ra sự thiếu hụt NADPH 2 và giảm khả năng bảo vệ chống oxy hóa. Trong trường hợp này, dưới tác dụng của các chất prooxid, ví dụ như thuốc trị sốt rét, FRO sẽ tăng lên đáng kể. Việc kích hoạt FRO gây ra quá trình oxy hóa cysteine ​​trong phần protein của hemoglobin, kết quả là các chất proomer của hemoglobin, kết nối bằng cầu nối disulfide, hình thành các thể Heinz. Tại vì Các thể Heinz làm giảm tính dẻo của màng tế bào hồng cầu, nó xẹp xuống khi bị biến dạng trong các mao mạch. Sự tan máu ồ ạt của hồng cầu dẫn đến sự phát triển của bệnh thiếu máu huyết tán.

Vitamin B 1 (thiamine).

Cấu trúc của vitamin bao gồm các vòng pyrimidine và thiazole được nối với nhau bằng cầu metan.

Các nguồn. Vitamin B 1 là loại vitamin đầu tiên được K. Fun-com phân lập ở dạng tinh thể vào năm 1912. Nó được phân phối rộng rãi trong các sản phẩm thực vật (ngũ cốc và áo hạt gạo, đậu Hà Lan, đậu, đậu nành, v.v.). Trong cơ thể động vật, vitamin B 1 chủ yếu chứa ở dạng este thiamine diphosphorus (TDF); nó được hình thành trong gan, thận, não, cơ tim bằng cách phosphoryl hóa thiamine với sự tham gia của thiamine kinase và ATP.

yêu cầu hàng ngày một người lớn trung bình 2-3 mg vitamin B 1. Nhưng nhu cầu về nó ở một mức độ rất lớn phụ thuộc vào thành phần và tổng hàm lượng calo của thực phẩm, cường độ trao đổi chất và cường độ làm việc. Sự chiếm ưu thế của carbohydrate trong thực phẩm làm tăng nhu cầu vitamin của cơ thể; ngược lại, chất béo làm giảm đáng kể nhu cầu này.

Vai trò sinh học vitamin B 1 được xác định bởi thực tế là ở dạng TDF, nó là một phần của ít nhất ba enzym và phức hợp enzym: là một phần của phức pyruvate và α-ketoglutarate dehydrogenase, nó tham gia vào quá trình khử carboxyl oxy hóa của pyruvate và α-ketoglutarate; là một phần của men transketolase, TDP tham gia vào con đường pentose phosphate để chuyển hóa carbohydrate.

Dấu hiệu chính, đặc trưng và cụ thể nhất của sự thiếu hụt vitamin B1 là viêm đa dây thần kinh, dựa trên những thay đổi thoái hóa trong dây thần kinh. Ban đầu, cơn đau phát triển dọc theo các thân dây thần kinh, sau đó - mất độ nhạy của da và tê liệt (beriberi). Triệu chứng quan trọng thứ hai của bệnh là vi phạm hoạt động của tim, được biểu hiện bằng sự vi phạm nhịp tim, tăng kích thước của tim và xuất hiện đau ở vùng tim. Các dấu hiệu đặc trưng của bệnh liên quan đến thiếu vitamin B 1 cũng bao gồm vi phạm các chức năng bài tiết và vận động của đường tiêu hóa; quan sát thấy sự giảm độ chua của dịch vị, chán ăn, đờ ruột.

Quy định chuyển hóa carbohydrate

Cân bằng nội môi năng lượng cung cấp nhu cầu năng lượng của các mô sử dụng các chất nền khác nhau. Tại vì Carbohydrate là nguồn cung cấp năng lượng chính cho nhiều mô và là nguồn năng lượng duy nhất cho các mô kỵ khí; điều hòa chuyển hóa carbohydrate là một thành phần quan trọng của cân bằng nội môi năng lượng của cơ thể.

Quy định chuyển hóa carbohydrate được thực hiện ở 3 cấp độ:

1. trung tâm.

2. interorgan.

3. tế bào (trao đổi chất).

1. Mức độ trung ương của điều hòa chuyển hóa carbohydrate

Mức độ điều hòa trung ương được thực hiện với sự tham gia của hệ thống nội tiết thần kinh và điều chỉnh cân bằng nội môi glucose trong máu và cường độ chuyển hóa carbohydrate trong các mô. Các hormone chính duy trì mức đường huyết bình thường là 3,3-5,5 mmol / l bao gồm insulin và glucagon. Mức độ glucose cũng bị ảnh hưởng bởi các hormone thích ứng - adrenaline, glucocorticoid và các hormone khác: tuyến giáp, SDH, ACTH, v.v.

2. Mức độ cơ quan điều chỉnh chuyển hóa carbohydrate

Chu trình glucôzơ-lactat (chu trình Cori) Chu trình glucôzơ-alanin

Chu trình glucose-lactate không cần sự hiện diện của oxy, luôn hoạt động, cung cấp: 1) sử dụng lactate được hình thành trong điều kiện yếm khí (cơ xương, hồng cầu), ngăn ngừa nhiễm axit lactic; 2) tổng hợp glucose (gan).

Chu trình glucozơ-alanin chức năng của cơ bắp trong quá trình nhịn ăn. Với sự thiếu hụt glucose, ATP được tổng hợp do sự phân hủy protein và dị hóa các axit amin trong điều kiện hiếu khí, trong khi chu trình glucose-alanin cung cấp: 1) loại bỏ nitơ khỏi cơ ở dạng không độc hại; 2) tổng hợp glucose (gan).

3. Mức độ điều hòa (trao đổi chất) của tế bào đối với quá trình chuyển hóa carbohydrate

Mức độ trao đổi chất điều hòa chuyển hóa carbohydrate được thực hiện với sự tham gia của các chất chuyển hóa và duy trì cân bằng nội môi carbohydrate bên trong tế bào. Việc dư thừa chất nền sẽ kích thích việc sử dụng chúng và các sản phẩm ức chế sự hình thành của chúng. Ví dụ, dư thừa glucose sẽ kích thích sự hình thành glycogenesis, lipogenesis và tổng hợp acid amin, trong khi sự thiếu hụt glucose sẽ kích thích sự hình thành gluconeogenesis. Thiếu ATP kích thích quá trình dị hóa glucose, trong khi dư thừa sẽ ức chế nó.

IV. Pedfak. Đặc điểm tuổi của PFSH và GNG, ý nghĩa.

HỌC VIỆN Y TẾ NHÀ NƯỚC

Khoa Hóa sinh

tôi chấp thuận

Cái đầu quán cà phê prof., d.m.s.

Meshchaninov V.N.

______''_____________ 2006

LECTURE # 10

Chủ đề: Cấu trúc và chuyển hóa của insulin, các thụ thể, vận chuyển glucôzơ.

Cơ chế hoạt động và tác dụng chuyển hóa của insulin.

Các khoa: y tế và dự phòng, y tế và dự phòng, nhi khoa. 2 khóa học.

Hormone tuyến tụy

Tuyến tụy thực hiện hai chức năng quan trọng trong cơ thể: ngoại tiết và nội tiết. Chức năng ngoại tiết được thực hiện bởi bộ phận acinar của tuyến tụy, nó tổng hợp và tiết ra dịch tụy. Chức năng nội tiết được thực hiện bởi các tế bào của bộ máy đảo của tuyến tụy, nó tiết ra các hormone peptide tham gia vào việc điều hòa nhiều quá trình trong cơ thể. 1-2 triệu tiểu đảo Langerhans chiếm 1-2% khối lượng của tuyến tụy.

Trong tiểu đảo của tuyến tụy, 4 loại tế bào tiết ra các hormone khác nhau được phân lập: Tế bào A- (hoặc α-) (25%) tiết glucagon, tế bào B- (hoặc β-) (70%) - insulin, D- ( hoặc δ-) ô (<5%) - соматостатин, F-клетки (следовые количества) секретируют панкреатический полипептид. Глюкагон и инсулин в основном влияют на углеводный обмен, соматостатин локально регулирует секрецию инсулина и глюкагона, панкреатический полипептид влияет на секрецию пищеварительных соков. Гормоны поджелудочной железы выделяются в панкреатическую вену, которая впадает в воротную. Это имеет большое значение т.к. печень является главной мишенью глюкагона и инсулина.

Cấu trúc của insulin

Insulin là một polypeptide bao gồm hai chuỗi. Chuỗi A chứa 21 gốc axit amin, chuỗi B - 30 gốc axit amin. Có 3 cầu nối disulfua trong insulin, 2 cầu nối chuỗi A và B, 1 cầu nối các gốc 6 và 11 trong chuỗi A.

Insulin có thể tồn tại ở các dạng: monomer, dimer và hexamer. Cấu trúc hexameric của insulin được ổn định bởi các ion kẽm, được liên kết bởi các gốc của His ở vị trí 10 của chuỗi B của tất cả 6 tiểu đơn vị.

Insulin của một số động vật có sự tương đồng đáng kể về cấu trúc cơ bản với insulin của người. Insulin bò khác với insulin người ở 3 axit amin, trong khi insulin của lợn chỉ khác 1 axit amin ( ala thay vì tre ở cuối C của chuỗi B).

Ở nhiều vị trí A và B của chuỗi có sự thay thế không ảnh hưởng đến hoạt tính sinh học của hoocmôn. Ở các vị trí của liên kết disunfua, các gốc axit amin kỵ nước ở vùng đầu C của chuỗi B và các gốc C- và N của chuỗi A, rất hiếm khi xảy ra sự thay thế, bởi vì những vị trí này cung cấp sự hình thành trung tâm hoạt động của insulin.

sinh tổng hợp insulin bao gồm sự hình thành của hai tiền chất không hoạt động, preproinsulin và proinsulin, là kết quả của quá trình phân giải protein tuần tự, được chuyển đổi thành một hormone hoạt động.

1. Preproinsulin (L-B-C-A, 110 axit amin) được tổng hợp trên ribosome ER; quá trình sinh tổng hợp của nó bắt đầu bằng việc hình thành một peptide tín hiệu kỵ nước L (24 axit amin), hướng chuỗi đang phát triển vào lòng ER.

2. Trong lòng của ER, preproinsulin được chuyển đổi thành proinsulin khi phân cắt peptide tín hiệu bởi endopeptidase I. Các cystein trong proinsulin bị oxy hóa với sự hình thành 3 cầu nối disulfua, proinsulin trở thành “phức hợp”, có 5% hoạt tính của insulin.

3. “Phức hợp” proinsulin (B-C-A, 86 axit amin) đi vào bộ máy Golgi, nơi nó bị phân cắt dưới tác dụng của endopeptidase II để tạo thành insulin (B-A, 51 axit amin) và C-peptide (31 axit amin).

4. Insulin và C-peptide được kết hợp thành các hạt tiết, nơi insulin kết hợp với kẽm để tạo thành chất dimer và hexamers. Trong hạt tiết, hàm lượng insulin và C-peptide là 94%, proinsulin, chất trung gian và kẽm - 6%.

5. Các hạt trưởng thành hợp nhất với màng sinh chất, insulin và C-peptide đi vào dịch ngoại bào rồi vào máu. Trong máu, các oligome insulin bị phá vỡ. Trong ngày, 40-50 đơn vị được tiết vào máu. insulin, đây là 20% tổng dự trữ của nó trong tuyến tụy. Tiết insulin là một quá trình phụ thuộc vào năng lượng xảy ra với sự tham gia của hệ thống vi ống - nhung mao.

Sơ đồ sinh tổng hợp insulin trong tế bào β của đảo Langerhans

EPR - lưới nội chất. 1 - tín hiệu hình thành peptit; 2 - tổng hợp preproinsulin; 3 - sự phân cắt peptide tín hiệu; 4 - vận chuyển proinsulin đến bộ máy Golgi; 5 - chuyển đổi proinsulin thành insulin và C-peptide và kết hợp insulin và C-peptide thành các hạt tiết; 6 - tiết insulin và C-peptide.

Gen insulin nằm trên nhiễm sắc thể số 11. Ba đột biến của gen này đã được xác định, người mang gen có hoạt tính insulin thấp, tăng insulin máu được ghi nhận và không có kháng insulin.

Quy định tổng hợp và bài tiết insulin

Sự tổng hợp insulin được gây ra bởi sự bài tiết glucose và insulin. Ức chế sự tiết axit béo.

Sự tiết insulin được kích thích bởi: 1. đường glucoza (chất điều hòa chính), axit amin (đặc biệt là leu và arg); 2. Hormone tiêu hóa (chất chủ vận β-adrenergic, thông qua cAMP): GUI , secrettin, cholecystokinin, gastrin, enteroglucagon; 3. nồng độ cao lâu dài của hormone tăng trưởng, cortisol, estrogen, progestin, lactogen nhau thai, TSH, ACTH; 4. glucagon; 5. tăng K + hoặc Ca 2+ trong máu; 6. thuốc, dẫn xuất của sulfonylurea (glibenclamide).

Dưới ảnh hưởng của somatostatin, sự tiết insulin giảm. Tế bào β cũng chịu ảnh hưởng của hệ thống thần kinh tự chủ. Phần phó giao cảm (tận cùng cholinergic của dây thần kinh phế vị) kích thích giải phóng insulin. Phần giao cảm (adrenaline thông qua thụ thể α 2 -adrenergic) ngăn chặn việc giải phóng insulin.

Quá trình tiết insulin được thực hiện với sự tham gia của một số hệ thống, trong đó Ca 2+ và cAMP đóng vai trò chính.

Nhận vào Ca 2+ vào tế bào chất được kiểm soát bởi một số cơ chế:

một). Với sự gia tăng nồng độ glucose trong máu trên 6-9 mmol / l, nó, với sự tham gia của GLUT-1 và GLUT-2, đi vào tế bào β và được phosphoryl hóa bởi glucokinase. Nồng độ glucose-6ph trong tế bào tỷ lệ thuận với nồng độ glucose trong máu. Glucose-6f bị oxy hóa để tạo thành ATP. ATP cũng được hình thành trong quá trình oxy hóa các axit amin và axit béo. Càng nhiều glucose, axit amin, axit béo trong tế bào β, thì càng nhiều ATP được hình thành từ chúng. ATP ức chế các kênh kali phụ thuộc ATP trên màng, kali tích tụ trong tế bào chất và gây ra sự khử cực của màng tế bào, kích thích mở các kênh Ca 2+ phụ thuộc điện thế và sự xâm nhập của Ca 2+ vào tế bào chất.

2). Các hormone kích hoạt hệ thống inositol triphosphate (TSH) giải phóng Ca 2+ từ ty thể và ER.

cắm trại được hình thành từ ATP với sự tham gia của AC, được hoạt hóa bởi các hormone của đường tiêu hóa là TSH, ACTH, glucagon và phức hợp Ca 2+ -calmodulin.

cAMP và Ca 2+ kích thích sự trùng hợp của các tiểu đơn vị thành các vi ống (microtubules). Tác động của cAMP lên hệ thống vi ống được thực hiện qua trung gian phosphoryl hóa các protein vi ống PC A. Các vi ống có thể co lại và giãn ra, di chuyển các hạt về phía màng sinh chất, cung cấp quá trình xuất bào.

Sự bài tiết insulin để đáp ứng với sự kích thích glucose là một phản ứng hai giai đoạn bao gồm giai đoạn insulin giải phóng nhanh, sớm, được gọi là giai đoạn đầu của sự bài tiết (bắt đầu sau 1 phút, kéo dài 5-10 phút) và giai đoạn thứ hai (giai đoạn của nó thời lượng lên đến 25-30 phút).

vận chuyển insulin. Insulin tan trong nước và không có protein mang trong huyết tương. T 1/2 của insulin trong huyết tương là 3-10 phút, C-peptide - khoảng 30 phút, proinsulin 20-23 phút.

Sự phá hủy insulin xảy ra dưới tác dụng của proteinase phụ thuộc insulin và glutathione-insulin-transhydrogenase ở các mô đích: chủ yếu ở gan (khoảng 50% insulin bị phá hủy trong 1 lần đi qua gan), ở mức độ ít hơn ở thận và nhau thai.

CHỨC NĂNG SINH HỌC CỦA INSULIN

Insulin - hormone đồng hóa chính, nó ảnh hưởng đến tất cả các loại chuyển hóa khắp cơ thể. Tuy nhiên, hoạt động của insulin chủ yếu liên quan đến quá trình chuyển hóa carbohydrate.

Ảnh hưởng của insulin đến chuyển hóa glucose

Insulin kích thích việc sử dụng glucose trong tế bào theo nhiều cách khác nhau. Khoảng 50% glucose được sử dụng trong quá trình đường phân, 30 - 40% được chuyển hóa thành chất béo và khoảng 10% được lưu trữ dưới dạng glycogen. Kết quả chung của việc kích thích các quá trình này là làm giảm nồng độ glucose trong máu.

Ảnh hưởng của insulin đến chuyển hóa lipid

Trong gan và mô mỡ, insulin kích thích tổng hợp lipid, cung cấp cơ chất cần thiết cho quá trình này (acetyl-CoA, glycerophosphat và NADPH 2) từ glucose. Trong mô mỡ, insulin ức chế huy động lipid làm giảm nồng độ axit béo lưu thông trong máu.

Ảnh hưởng của insulin đến chuyển hóa protein

Insulin có tác dụng đồng hóa trên quá trình chuyển hóa protein. Nó kích thích sự hấp thu các axit amin trung tính trong cơ và tổng hợp protein trong gan, cơ và tim.

Ngoài ra, insulin điều chỉnh biệt hóa tế bào, tăng sinh và biến đổi một số lượng lớn tế bào. Insulin hỗ trợ sự phát triển và sao chép của nhiều tế bào có nguồn gốc biểu mô, bao gồm tế bào gan và tế bào khối u. Insulin tăng cường khả năng của yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi (FGF), yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc từ tiểu cầu (TGF), yếu tố tăng trưởng biểu bì (EGF), prostaglandin (PGF 2 a), các chất tương tự vasopressin và cAMP để kích hoạt sự sinh sản của tế bào.

Các hướng hoạt động chính của insulin

1. Insulin điều chỉnh sự vận chuyển các chất

Insulin kích thích vận chuyển glucose, axit amin, nucleoside, phosphate hữu cơ, ion K + và Ca 2+ vào trong tế bào. Các hiệu ứng xuất hiện rất nhanh chóng, chỉ trong vài giây và vài phút.

Glucose được vận chuyển vào tế bào với sự tham gia của GLUT. Trong cơ và mô mỡ, GLUT-4 phụ thuộc insulin nằm trong các túi tế bào khi không có insulin. Dưới ảnh hưởng của insulin, sự chuyển vị của các túi chứa GLUT vào màng sinh chất xảy ra và quá trình vận chuyển glucose bắt đầu. Khi nồng độ insulin giảm, GLUT-4 quay trở lại tế bào, và quá trình vận chuyển glucose sẽ dừng lại.

2. Insulin điều hòa tổng hợp enzym

Insulin ảnh hưởng đến tốc độ phiên mã của hơn 100 mRNA cụ thể trong gan, mô mỡ, cơ xương và tim. Hiệu quả được nhận ra trong vòng vài giờ. Trong tế bào gan, insulin tạo ra sự tổng hợp các enzym quan trọng của quá trình đường phân (glucokinase, fructokinase và pyruvate kinase), PFS (glucose-6ph DG), tạo lipogenesis (citrate lyase, palmitate synthase, Acetyl-CoA carboxylase), chất vận chuyển glucose (?) và ngăn chặn sự tổng hợp của enzym quan trọng của quá trình tạo gluconeogenesis (PEP carboxykinase).

3. Insulin điều chỉnh hoạt động của enzym

Insulin điều chỉnh hoạt động của các enzym bằng cách phosphoryl hóa và dephosphoryl hóa của chúng. Các hiệu ứng xuất hiện rất nhanh chóng, chỉ trong vài giây và vài phút.

Insulin kích hoạt các enzym quan trọng của quá trình đường phân: trong gan, cơ, mô mỡ - phosphofructokinase và pyrruvate kinase; trong gan - glucokinase; trong cơ - hexokinase II.

Insulin ức chế glucose-6-phosphatase trong gan, ức chế quá trình tạo gluconeogenes và giải phóng glucose vào máu.

Insulin kích hoạt phosphoprotein phosphatase của glycogen synthase và glycogen phosphorylase, kết quả là quá trình tổng hợp glycogen được kích hoạt và sự phân hủy của nó bị ức chế.

· Trong tế bào mỡ, insulin kích hoạt enzym quan trọng của quá trình tạo lipogenesis (Acetyl-CoA carboxylase). Insulin trong tế bào gan và tế bào mỡ kích hoạt phosphoprotein phosphatase, chất này làm dephosphorylat và bất hoạt TAG lipase, ức chế phân giải lipid.

Insulin làm giảm hoạt động của các aminotransferase và các enzym của chu trình urê. Tác dụng cuối cùng của insulin được đặc trưng bởi sự gia tăng hoạt động của RNA polymerase và nồng độ RNA trong gan. Điều này làm tăng tốc độ hình thành các polysome và ribosome.

· Insulin kích hoạt PDE, làm giảm nồng độ cAMP, làm gián đoạn tác dụng của các hormone đối kháng: nó ức chế sự phân giải lipid ở gan và mô mỡ, và sự hình thành gluconeogenes ở gan và cơ.

CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA INSULIN

Insulin liên kết với thụ thể insulin (IR) nằm trên màng. IRs được tìm thấy trong hầu hết các loại tế bào, nhưng nhiều nhất là trong tế bào gan và tế bào mô mỡ (nồng độ lên đến 20.000 mỗi tế bào). IR được tổng hợp liên tục (gen trên nhiễm sắc thể 19) và bị phá hủy. Sau khi insulin liên kết với IR, toàn bộ phức hợp được ngâm trong tế bào chất, đến lysosome, nơi insulin bị phá hủy, và IR có thể bị phá hủy, hoặc nó có thể quay trở lại màng. T 1/2 IR 7-12 giờ, nhưng khi có insulin giảm xuống còn 2-3 giờ.

Ở nồng độ insulin cao trong huyết tương, số lượng IR có thể giảm do tăng thoái biến trong lysosome. Ngoài ra, hoạt động của IR có thể giảm khi nó bị phosphoryl hóa ở các gốc serine và threonine.

thụ thể insulin ( IR) - glycoprotein, gồm 2 tiểu đơn vị α và 2 β liên kết với nhau bằng liên kết disulfua. Tiểu đơn vị α (719 AA) nằm bên ngoài tế bào, chúng liên kết với insulin, và tiểu đơn vị β (protein xuyên màng, 620 AA) có hoạt tính tyrosine kinase. Sau khi gắn hormone vào các tiểu đơn vị α, đầu tiên các tiểu đơn vị β sẽ phosphoryl hóa lẫn nhau, và sau đó là các protein nội bào - chất nền của thụ thể insulin (IRS). Một số cơ chất như vậy đã được biết đến: IRS-1, IRS-2 (phosphoprotein bao gồm hơn 1200 axit amin), Shc, cũng như một số protein thuộc họ STAT.

Kích hoạt đường truyền tín hiệu insulin Ras

Được phosphoryl hóa bởi thụ thể insulin, Cô liên kết với protein tế bào nhỏ Grb. Ras-protein (thuộc họ protein liên kết GTP nhỏ, ở trạng thái không hoạt động được gắn vào bề mặt bên trong của màng sinh chất và được liên kết với GDP), GAP (từ tiếng Anh. GTP- ase kích hoạt hệ số- Yếu tố kích hoạt GTPase), GEF (từ tiếng Anh. GTP trao đổi hệ số- Yếu tố trao đổi GTP) và SOS (từ tiếng Anh. Con trai không có bảy,được đặt tên theo một đột biến gen ở Drosophila). Hai protein cuối cùng thúc đẩy sự tách rời GDP khỏi protein Ras và gắn GTP vào nó, với sự hình thành dạng liên kết GTP hoạt động của Ras.

Ras được kích hoạt liên kết với Raf-1 protein kinase và kích hoạt nó trong một quy trình gồm nhiều bước. PK Raf-1 được kích hoạt kích thích một loạt các phản ứng phosphoryl hóa và hoạt hóa các kinase protein khác. PC Raf-1 phosphoryl hóa và kích hoạt MAPK kinase, sau đó phosphoryl hóa và kích hoạt protein kinase kích hoạt mitogen MAPK.

MAPK phosphoryl hóa nhiều protein tế bào chất: PK pp90S6, protein ribosome, phospholipase A 2, chất hoạt hóa phiên mã STAT.

Kết quả của việc kích hoạt các kinase protein, xảy ra quá trình phosphoryl hóa các enzym và các yếu tố phiên mã, tạo cơ sở cho nhiều tác dụng của insulin. Ví dụ:

Kích hoạt glycogen synthase

PC pp90S6 phosphoryl hóa và kích hoạt phosphoprotein phosphatase (PPP). FPP dephosphorylat hóa và bất hoạt glycogen phosphorylase kinase và glycogen phosphorylase, dephosphorylate và kích hoạt glycogen synthase. Kết quả là, quá trình tổng hợp glycogen được kích hoạt, và sự phân hủy bị ức chế.

Kích hoạt hệ thống inositol triphosphat

Các protein IRS-1 được insulin phosphoryl hóa sẽ gắn vào PL C và kích hoạt nó.

PL C phân cắt phosphatidylinositols với sự hình thành của inositol phosphat và DAG.

Các protein IRS-1 và Shc được insulin-phosphoryl hóa liên kết với và hoạt hóa phosphoinositol-3-kinase (PI-3-kinase).

PHI-3-kinase xúc tác quá trình phosphoryl hóa inositol phốt phát (PI, PHI-4-f và PHI-4,5-bf) ở vị trí 3, tạo thành inositol polyphosphat: PHI-3-p, PHI-3,4-bf, PHI-3, 4,5-tf. PHI-3,4,5-tf (IF 3) kích thích sự huy động Ca 2+ từ ER.

Ca 2+ và DAG kích hoạt PC C cụ thể.

Ca 2+ kích hoạt các vi ống chuyển GLUT-4 đến màng sinh chất và do đó đẩy nhanh quá trình vận chuyển glucose qua màng vào các tế bào mỡ và cơ.

Kích hoạt phosphodiesterase

Các protein IRS-1 và Shc được insulin phosphoryl hóa liên kết với protein kinase B (PK B) và kích hoạt nó. PC B phosphoryl hóa và kích hoạt phosphodiesterase (PDE). PDE xúc tác quá trình chuyển đổi cAMP thành AMP, làm gián đoạn tác dụng của các hormone đối kháng, dẫn đến ức chế quá trình phân giải lipid trong mô mỡ, quá trình phân giải glycogenolysis ở gan.

Quy định phiên mã mRNA

STAT là các protein đặc biệt, là chất mang tín hiệu và chất hoạt hóa phiên mã. Khi STAT được phosphoryl hóa với sự tham gia của IR hoặc MAPK, chúng tạo thành các dimer được vận chuyển đến nhân, nơi chúng liên kết với các vùng DNA cụ thể, điều chỉnh phiên mã mRNA và sinh tổng hợp các protein enzyme.

Con đường Ras được kích hoạt không chỉ bởi insulin mà còn bởi các kích thích tố và yếu tố tăng trưởng khác.

HỌC VIỆN Y TẾ NHÀ NƯỚC

Khoa Hóa sinh

tôi chấp thuận

Cái đầu quán cà phê prof., d.m.s.

Meshchaninov V.N.

______''_____________ 2006

LECTURE # 11

Chủ đề: Đái tháo đường týp I và II: cơ chế xuất hiện,

rối loạn chuyển hóa, tai biến.

Các khoa: y tế và dự phòng, y tế và dự phòng, nhi khoa.

Đường huyết lúc đói bình thường là 3,3 - 5,5 mmol / l.

tăng đường huyết - tăng đường huyết trên 6,1 mmol / l. Tăng đường huyết là sinh lý và bệnh lý.

Nguyên nhân của tăng đường huyết sinh lý:

1) thuốc bổ, khi ăn các chất bột đường dễ tiêu hóa. Không vượt quá 11 mmol / l, bình thường hóa trong vòng 3 giờ;

2) căng thẳng, dưới tác dụng của catecholamine, glucocorticoid, vasopressin;

3) hoạt động thể chất ngắn hạn .

Nguyên nhân của tăng đường huyết bệnh lý:

1) co giật với bệnh động kinh, uốn ván;

2) rối loạn nội tiết. Tăng sản xuất hormone trái ngược (cường giáp, hội chứng Cushing và Kohn), thiếu insulin tuyệt đối hoặc tương đối (đái tháo đường).

3) TBI .

hạ đường huyết giảm glucose huyết dưới 3,3 mmol / l. Hạ đường huyết là sinh lý và bệnh lý.

Nguyên nhân của hạ đường huyết sinh lý: 1) thuốc bổ, trong thời gian nhịn ăn; 2).

Nguyên nhân của hạ đường huyết bệnh lý: 1) rối loạn nội tiết thừa insulin (u tuyến giáp - một khối u lành tính của tế bào β, sử dụng quá liều insulin ở bệnh nhân tiểu đường) hoặc suy giảm hormone đối kháng (suy giáp, thiếu glucocorticoid); 2) glycogenose, aglycogenoses, ngăn chặn quá trình glycogenolysis; 3) suy gan liên quan đến hoạt động thấp của gluconeogenesis; 4) suy thận liên quan đến bệnh lý bẩm sinh về tái hấp thu glucose (đái tháo đường ở thận); 5) ngộ độc với monoiodoacetate (gây glucos niệu).

Bệnh tiểu đường (DM) là một bệnh không đồng nhất hệ thống gây ra bởi sự thiếu hụt tuyệt đối hoặc tương đối của inulin, đầu tiên gây ra sự vi phạm carbohydrate, sau đó là tất cả các loại chuyển hóa, cuối cùng ảnh hưởng đến tất cả các hệ thống chức năng của cơ thể.

DM là một bệnh phổ biến, nó ảnh hưởng đến 6,6% dân số, ở Nga - 5%.

SD là chính và phụ. Ngoài ra, có một sự vi phạm về dung nạp glucose và bệnh tiểu đường ở phụ nữ mang thai.

SD chính - một căn bệnh độc lập.

SD phụ là triệu chứng, nó xảy ra trong bệnh lý của các tuyến nội tiết (bệnh to, khối u tế bào sắc tố, bệnh glucagonoma, hội chứng Cushing, bệnh Kohn) và bệnh lý tuyến tụy (viêm tụy mãn tính, ung thư, phẫu thuật cắt xương, bệnh huyết sắc tố, hội chứng di truyền).

Theo cơ chế phát triển, DM sơ cấp được chia nhỏ thành DM loại I (trước đây là IDDM) và DM loại II (trước đây là NIDDM).

Các triệu chứng phổ biến của bất kỳ loại bệnh tiểu đường nào là khát nước, đa niệu, ngứa và có xu hướng nhiễm trùng.

Phân loại căn nguyên của bệnh tiểu đường (WHO 1999) .

1. Bệnh tiểu đường Loại I (trước đây là IDDM)

một). tự miễn dịch

b). ngu ngốc

2. SD Loại II (trước đây là NIDDM)

3. Các loại cụ thể khác

một). khiếm khuyết di truyền trong tế bào β

b). khiếm khuyết di truyền trong hoạt động của insulin

Trong). bệnh của phần ngoại tiết của tuyến tụy (viêm tụy, v.v.)

G). bệnh nội tiết

e). Bệnh tiểu đường do thuốc và hóa chất (glucocorticoid, axit nicotinic, hormone tuyến giáp, thiazide, vacor, pentamidine, v.v.)

e). Nhiễm trùng (rubella bẩm sinh, cytomegalovirus, v.v.).

và). Các dạng bất thường của bệnh tiểu đường qua trung gian miễn dịch.

h). Các hội chứng di truyền khác, đôi khi kết hợp với bệnh tiểu đường (Down, Turner, v.v.).

4. Tiểu đường thai kỳ (mang thai)

BỆNH TIỂU ĐƯỜNG Tôi gõ

SD Tôi gõ - một căn bệnh xảy ra do sự thiếu hụt tuyệt đối insulin gây ra bởi sự phá hủy tự miễn dịch của các tế bào β tuyến tụy. Bệnh tiểu đường loại 1 ảnh hưởng đến hầu hết trẻ em, thanh thiếu niên và thanh niên dưới 30 tuổi, nhưng có thể xuất hiện ở mọi lứa tuổi. Bệnh tiểu đường loại I hiếm khi là một bệnh gia đình (10-15% của tất cả các trường hợp).

Nguyên nhân của bệnh tiểu đường Tôi gõ

1. khuynh hướng di truyền . Các khiếm khuyết di truyền dẫn đến DM có thể được nhận ra trong các tế bào của hệ thống miễn dịch và tế bào β của tuyến tụy. Trong tế bào β, khoảng 20 gen được biết là đóng góp vào sự phát triển của DM loại I. Trong 60-70% trường hợp, DM loại I có liên quan đến sự hiện diện của các gen DR3, DR4 và DQ trong nhiễm sắc thể 6 của HLA.

2. Hành động trên tế bào β của virus β-cytotropic (đậu mùa, rubella, sởi, viêm tuyến mang tai, Coxsackie, adenovirus, cytomegalovirus), hóa chất và các chất gây tiểu đường khác .

lựa chọn 1

Khi có khiếm khuyết di truyền, các kháng nguyên có trình tự axit amin tương tự với virus β-cytotropic sẽ tích tụ trên bề mặt tế bào β.

Trong trường hợp bị nhiễm virut tế bào β, các phản ứng miễn dịch chống lại các virut này và phản ứng tự miễn dịch chống lại các kháng nguyên tế bào β tương tự sẽ phát triển. Phản ứng diễn ra với sự tham gia của bạch cầu đơn nhân, tế bào lympho T, kháng thể kháng tế bào β, insulin, glutamat decarboxylase (enzym 64 kDa, nằm trên màng tế bào β). Kết quả là, các phản ứng tự miễn dịch gây ra cái chết của các tế bào β.

Lựa chọn 2

Khi tế bào β có kiểu gen HLA tiếp xúc với virus β-cytotropic hoặc các chất tiểu đường, sự thay đổi kháng nguyên xảy ra trên bề mặt của tế bào β.

Các phản ứng tự miễn dịch phát triển thành các kháng nguyên tế bào β bị thay đổi. Các phản ứng tự miễn dịch gây ra cái chết của các tế bào β.

Lựa chọn 3

Virus β-cytotropic có trình tự axit amin tương tự với glutamate decarboxylase của tế bào β. Khiếm khuyết di truyền của tế bào lympho CD8 + (chất ức chế T) không cho phép chúng phân biệt giữa trình tự axit amin của virus và glutamate decarboxylase, do đó, khi bị nhiễm trùng, tế bào lympho T phản ứng với glutamate decarboxylase của tế bào β như một loại virus.

Lựa chọn 4

Một số virus β-cytotropic và các chất gây tiểu đường hóa học, ví dụ, các dẫn xuất nitrosourea, nitrosamine, alloxan lây nhiễm độc lập và chọn lọc vào tế bào β, gây ra sự ly giải của chúng;

Các giai đoạn phát triển của DM Tôi gõ

1.

2. Giai đoạn của các sự kiện kích động . Nhiễm vi rút β-cytotropic hoặc tiếp xúc với các chất gây tiểu đường hóa học. Xảy ra mà không có triệu chứng lâm sàng;

3. Giai đoạn bất thường miễn dịch công khai . Phát triển các phản ứng tự miễn dịch hỗn hợp chống lại tế bào β. Nguồn insulin là đủ. Xảy ra mà không có triệu chứng lâm sàng. Phát triển từ 2-3 tháng đến 2-3 năm;

4. Giai đoạn tiềm ẩn của bệnh tiểu đường . Cái chết của 75% tế bào β, giảm nhẹ insulin, tăng đường huyết trong các bài kiểm tra tập thể dục, giảm quá trình tự miễn dịch. Xảy ra mà không có triệu chứng lâm sàng;

5. Bệnh tiểu đường quá mức . Chết 80-90% tế bào β, giảm insulin rõ rệt, tăng đường huyết lúc đói, không có hoặc phản ứng tự miễn dịch yếu. Các triệu chứng lâm sàng xuất hiện. Phát triển trong 2 năm. Yêu cầu liệu pháp insulin

6. bệnh tiểu đường giai đoạn cuối . Tế bào β chết hoàn toàn, nhu cầu điều trị bằng insulin cao, các biểu hiện tự miễn giảm hoặc không có. Biểu hiện lâm sàng rõ rệt, bệnh lý mạch máu xuất hiện. Phát triển lên đến 3,5 năm;

Thay đổi chuyển hóa trong bệnh tiểu đường Tôi gõ

Với bệnh tiểu đường loại I, insulin biến mất, bởi vì. insulin là chất ức chế bài tiết glucagon, sự gia tăng glucagon xảy ra trong máu.

Thay đổi trong chuyển hóa carbohydrate

Ở gan, sự thiếu hụt insulin và dư thừa glucagon sẽ kích thích các phản ứng tạo gluconeogenolysis, glycogenolysis và ức chế các phản ứng đường phân, PFS và tổng hợp glycogen. Kết quả là, lượng glucose được sản xuất trong gan nhiều hơn lượng tiêu thụ.

Vì các phản ứng tạo gluconeogenesis tiến hành thông qua PAA, nó, đã được hình thành từ PVC, aspartate và malate, tham gia tích cực vào quá trình tạo gluconeogenesis, thay vì được bao gồm trong TCA. Kết quả là, TCA và DC bị ức chế, sự hình thành ATP bị giảm, và thiếu hụt năng lượng .

Trong các mô phụ thuộc insulin (cơ, mô mỡ), sự thiếu hụt insulin ngăn cản sự xâm nhập của glucose vào tế bào và việc sử dụng nó trong các phản ứng đường phân, PFS và tổng hợp glycogen. Việc chặn TsTK và DC cũng gây ra tình trạng thiếu hụt năng lượng.

Giảm tiêu thụ glucose bởi các mô phụ thuộc insulin và sự gia tăng sự hình thành glucose trong gan dẫn đến tăng đường huyết . Khi tăng đường huyết vượt quá ngưỡng nồng độ ở thận sẽ xảy ra hiện tượng đường niệu.

Glucos niệu - sự hiện diện của glucose trong nước tiểu. Bình thường, các ống lượn gần của thận tái hấp thu tất cả lượng glucose đã lọc ở cầu thận. Nếu lượng glucose trong máu vượt quá 9-10 mmol / l, glucose không có thời gian để được tái hấp thu hoàn toàn từ nước tiểu ban đầu và được thải một phần qua nước tiểu thứ cấp.

Ở bệnh nhân DM, sau bữa ăn, nồng độ glucose trong máu có thể đạt 300-500 mg / dl và duy trì ở mức cao trong giai đoạn sau hấp thu, tức là. giảm khả năng chịu đựng thành glucozơ.

Thay đổi chuyển hóa lipid

Sự thiếu hụt ATP, NADPH 2, insulin và glucagon dư thừa ức chế quá trình tạo mỡ và tăng cường phân giải lipid trong mô mỡ. Kết quả là, nồng độ các axit béo tự do trong máu tăng lên, các axit này đi vào gan và bị oxy hóa ở đó thành Acetyl-CoA. Acetyl-CoA không thể được bao gồm trong TCA khi thiếu PHA. Do đó, nó tích tụ và đi vào các con đường thay thế: tổng hợp các thể xeton (axit acetoacetic, β-hydroxybutyric) và cholesterol.

Thông thường, các thể xeton là nguồn cung cấp năng lượng cho các mô hiếu khí, chúng được chuyển hóa thành Acetyl-CoA, được oxy hóa thành TCA. Vì CTK bị chặn do thiếu PEA, các thể xeton tích tụ trong máu và gây ra xeton huyết . Xeton huyết làm trầm trọng thêm tình trạng thiếu insulin bằng cách ức chế hoạt động bài tiết còn lại của tế bào β. Khi xeton huyết vượt quá ngưỡng nồng độ ở thận (trên 20 mg / dl, đôi khi lên đến 100 mg / dl), xeton niệu xảy ra. Ketonuria - sự hiện diện của các thể xeton trong nước tiểu.

Trong các mô, axit axetoacetic bị khử cacbon một phần thành axeton, mùi của chất này đến từ bệnh nhân tiểu đường và có thể cảm nhận được ngay cả khi ở khoảng cách xa.

Các lipoprotein trong máu cung cấp chất nền cho quá trình tạo lipogenesis trong các mô. Sự thiếu hụt insulin ngăn chặn quá trình sinh lipogenesis trong mô mỡ, ức chế lipoprotein lipase trong mạch, điều này ngăn cản sự phân hủy lipoprotein trong máu (chủ yếu là VLDL), kết quả là chúng tích tụ, gây ra tăng lipid máu.

Thay đổi chuyển hóa protein

Sự thiếu hụt năng lượng, thiếu insulin và thừa glucagon dẫn đến giảm tốc độ tổng hợp protein trong cơ thể và tăng sự phân hủy chúng, làm tăng nồng độ axit amin trong máu. Các axit amin đi vào gan và bị khử amin thành axit xeton. Axit keto có trong quá trình tạo gluconeogenesis, làm tăng đường huyết. Urê được tổng hợp tích cực từ amoniac. Sự gia tăng amoniac trong máu, urê, axit amin gây ra tăng ure huyết - sự gia tăng nồng độ nitơ trong máu. Tăng ure huyết dẫn đến azoturia - sự gia tăng nồng độ nitơ trong nước tiểu. Cân bằng nitơ âm phát triển. Dị hóa protein dẫn đến loạn dưỡng cơ và suy giảm miễn dịch thứ phát.

Thay đổi chuyển hóa nước-muối

Do công suất của thận có hạn, nồng độ cao của các thể glucose, ceton và urê không có thời gian để được tái hấp thu từ nước tiểu. Chúng tạo ra áp suất thẩm thấu cao trong nước tiểu, ngăn cản quá trình tái hấp thu nước vào máu và hình thành nước tiểu thứ cấp. Những bệnh nhân này phát triển đa niệu , lượng nước tiểu tăng lên 3-4 lít mỗi ngày (có trường hợp lên đến 8-9 lít). Mất nước gây ra khát liên tục hoặc polydipsia . Nếu không uống rượu thường xuyên, đa niệu có thể dẫn đến khử nước nyu sinh vật. Mất glucose trong nước tiểu làm trầm trọng thêm sự thiếu hụt năng lượng, có thể làm tăng cảm giác thèm ăn và nhiều pha . Với nước tiểu ban đầu, một số thành phần khoáng chất hữu ích rời khỏi cơ thể, dẫn đến vi phạm chuyển hóa khoáng chất.

Nồng độ cao của glucose, các thể xeton và urê tạo ra một áp suất thẩm thấu đáng kể trong huyết tương, góp phần vào mất nước các loại vải. Ngoài nước, các mô bị mất chất điện giải, chủ yếu là các ion. K +, Na +, C1 -, HCO 3 -.

Thay đổi trao đổi khí ở mô

Tình trạng mất nước chung của cơ thể do đa niệu và mất nước các mô dẫn đến giảm tuần hoàn ngoại vi, giảm lưu lượng máu não và thận và giảm oxy máu. Tình trạng thiếu oxy cũng do quá trình glycosyl hóa Hb thành Hb A 1 c, không chuyển được O 2 đến các mô. Thiếu oxy dẫn đến thiếu hụt và tích tụ năng lượng trong cơ thể lactate .

Thay đổi cân bằng axit-bazơ

Tích tụ các thể xeton, lactat và mất các giá trị kiềm trong nước tiểu làm giảm khả năng đệm của máu và gây ra nhiễm toan .

Các triệu chứng của bệnh tiểu đường loại I

Các triệu chứng chung (khát nước, đa niệu, ngứa, có xu hướng nhiễm trùng) rõ rệt. Suy nhược chung, sụt cân, giảm khả năng làm việc, buồn ngủ. Béo phì là không có. Tăng cảm giác thèm ăn khi bị nhiễm toan ceton được thay thế bằng chứng chán ăn. Phát triển nhanh chóng, dễ bị hôn mê ketoacidotic.

BỆNH TIỂU ĐƯỜNG Loại II

Bệnh tiểu đường loại II là một nhóm bệnh rối loạn chuyển hóa carbohydrate không đồng nhất. DM loại II không phụ thuộc insulin, không dễ bị hôn mê ketoacidotic, không có kháng thể đối với tế bào β, về bản chất không tự miễn dịch và không liên quan đến một số kiểu hình HLA nhất định. Béo phì trong 80%. Bệnh tiểu đường loại II chiếm khoảng 85-90% tổng số các trường hợp mắc bệnh tiểu đường, nó ảnh hưởng đến những người trên 40 tuổi và được đặc trưng bởi tần suất cao của các dạng gia đình (nguy cơ mắc bệnh tiểu đường loại II trong gia đình trực tiếp của bệnh nhân đạt 50%, trong khi ở bệnh tiểu đường loại I không vượt quá 10%. Bệnh tiểu đường loại II chủ yếu ảnh hưởng đến cư dân của các nước phát triển, đặc biệt là cư dân thành phố.

Bệnh tiểu đường loại II có nhiều nguyên nhân. Bệnh tiểu đường loại II phát triển khi:

Các khiếm khuyết di truyền trong các thụ thể insulin, chúng bị giảm độ nhạy cảm với insulin;

tổng hợp insulin khiếm khuyết với hoạt tính sinh học thấp (đột biến gen insulin: ở vị trí 24 của chuỗi B, leu hiện diện thay vì phene);

vi phạm chuyển đổi proinsulin thành insulin;

vi phạm tiết insulin;

tổn thương insulin và các thụ thể của nó bởi các kháng thể;

tăng tỷ lệ dị hóa insulin;

· Hoạt động của các kích thích tố trái ngược (tạo ra gipeinsulinemia, gây kháng insulin);

· Vi phạm cơ chế nhạy cảm với glucose của tế bào b (đột biến gen glucokinase), v.v.

Béo phì là yếu tố chính gây ra bệnh tiểu đường loại II.

Các giai đoạn của bệnh tiểu đường loại II

1. Giai đoạn khuynh hướng di truyền . Có dấu hiệu di truyền, không có rối loạn chuyển hóa cacbohydrat. Có thể tồn tại suốt đời;

2. Giai đoạn tiềm ẩn của bệnh tiểu đường . Tăng đường huyết trong các bài kiểm tra gắng sức. Xảy ra mà không có triệu chứng lâm sàng của bệnh tiểu đường;

3. Bệnh tiểu đường quá mức . Tăng đường huyết lúc đói. Các triệu chứng lâm sàng xuất hiện.

Các triệu chứng của bệnh tiểu đường loại II

Các triệu chứng chung (khát nước, đa niệu, ngứa, có xu hướng nhiễm trùng) nhẹ hoặc không có. Thường béo phì (ở 80-90% bệnh nhân).

Thay đổi chuyển hóa trong bệnh tiểu đường loại II

Thiếu insulin tương đối gây ra các rối loạn chuyển hóa tương tự như các rối loạn xảy ra khi thiếu insulin tuyệt đối, nhưng các rối loạn này ít rõ ràng hơn, và ở 50% bệnh nhân béo phì và tăng đường huyết vừa phải, bệnh tiểu đường loại II nói chung không có triệu chứng.

Ngược lại với sự thiếu hụt insulin tuyệt đối, với sự thiếu hụt insulin tương đối, tác dụng của insulin được duy trì trên mô mỡ, nơi có hàm lượng cao các thụ thể insulin. Insulin trong mô mỡ kích thích tạo mỡ, ngăn chặn quá trình phân giải lipid và giải phóng axit béo vào máu, do đó ở bệnh tiểu đường loại II không thấy nhiễm toan ceton, trọng lượng cơ thể không giảm mà ngược lại, béo phì phát triển. Như vậy, béo phì một mặt là yếu tố nguy cơ quan trọng nhất, mặt khác là một trong những biểu hiện ban đầu của bệnh đái tháo đường týp II.

Vì sự tổng hợp insulin thường không bị suy giảm, lượng đường huyết cao sẽ kích thích bài tiết insulin từ các tế bào β, gây ra tăng insulin máu . Nồng độ insulin cao gây bất hoạt và phá hủy các thụ thể insulin, làm giảm khả năng dung nạp glucose của mô. Insulin không còn có thể bình thường hóa đường huyết, có kháng insulin . Đồng thời, lượng glucose cao trong máu làm giảm độ nhạy của tế bào β với glucose, kết quả là giai đoạn đầu của quá trình bài tiết insulin bị trì hoãn hoặc vắng mặt.

Ở bệnh tiểu đường loại II, tăng insulin máu (80%), tăng huyết áp động mạch (50%), tăng lipid máu (50%), xơ vữa động mạch, bệnh thần kinh (15%) và bệnh thận do tiểu đường (5%).

Các biến chứng của DM

Các biến chứng cấp tính của bệnh đái tháo đường. Cơ chế phát triển của hôn mê đái tháo đường

Các biến chứng cấp tính đặc trưng cho bệnh tiểu đường loại I và loại II.

Sự mất nước của các mô não ngay từ đầu, cũng như các rối loạn chuyển hóa trong mô thần kinh, có thể dẫn đến sự phát triển của các biến chứng cấp tính dưới dạng hôn mê. Hôn mê Đây là một tình trạng cực kỳ nghiêm trọng, đặc trưng bởi sự suy nhược sâu của hệ thống thần kinh trung ương, mất ý thức liên tục, mất phản ứng với các kích thích bên ngoài với bất kỳ cường độ nào. Hôn mê trong bệnh tiểu đường có thể biểu hiện dưới 3 dạng: ketoacidotic, hyperosmolar và lactic acidotic.

Hôn mê ketoacidotic xảy ra ở bệnh tiểu đường loại I, khi nồng độ của các thể xeton trở nên cao hơn 100 mg / dl (lên đến 400-500 mg / dl).

Tăng kết dính máu dẫn đến:

1) nhiễm toan, ngăn chặn hoạt động của hầu hết các enzym, chủ yếu là hô hấp, gây thiếu oxy và giảm tổng hợp ATP.

2) quá nồng độ, dẫn đến mất nước các mô và phá vỡ cân bằng nước và điện giải, làm mất các ion kali, natri, phốt pho, magiê, canxi, bicarbonate.

Điều này, với một mức độ nghiêm trọng nhất định, gây ra hôn mê, tụt huyết áp và phát triển thành suy thận cấp tính.

Kết quả là hạ kali máu dẫn đến hạ huyết áp của cơ trơn và cơ vân, giảm trương lực mạch, tụt huyết áp, rối loạn nhịp tim, hạ huyết áp cơ hô hấp với sự phát triển của suy hô hấp cấp tính; mất trương lực của đường tiêu hóa với chứng đau dạ dày và sự phát triển của tắc ruột, tình trạng thiếu oxy trầm trọng phát triển. Trong tổng số nguyên nhân tử vong, chiếm 2-4%.

Hôn mê Hyperosmolar đặc trưng của bệnh tiểu đường loại II, nó được quan sát thấy với tăng đường huyết cao. Phần lớn, tăng đường huyết cao là do chức năng thận bị suy giảm đồng thời, nó bị kích thích bởi căng thẳng, chấn thương, cơ thể mất nước nghiêm trọng (nôn mửa, tiêu chảy, bỏng, mất máu, v.v.). Hôn mê tăng mê đạo phát triển chậm, trong vài ngày, với sự bất lực của một người (không được bù đắp do uống rượu), khi hàm lượng glucose đạt 30-50 mmol / l.

tăng đường huyết thúc đẩy đa niệu, tạo ra trạng thái hyperosmotic , nguyên nhân nào mất nước mô, dẫn đến vi phạm cân bằng nước-điện giải.

Cơ thể mất nước nghiêm trọng kèm theo nôn mửa, tiêu chảy, mất máu do đa niệu và thiếu uống dẫn đến giảm thể tích tuần hoàn . giảm thể tích tuần hoàn gây giảm huyết áp, làm đặc máu, tăng độ nhớt và khả năng huyết khối . Rối loạn huyết động dẫn đến thiếu máu cục bộ mô, sự phát triển của tình trạng thiếu oxy, sự tích tụ của lactate và thiếu hụt năng lượng. Thiếu máu cục bộ ở thận dẫn đến sự phát triển của suy thận cấp tính - vô niệu . Vô niệu dẫn đến sự tích tụ nitơ dư (amoniac, urê, axit amin) trong máu, chứng tăng ure huyết . Giảm thể tích máu thông qua aldosterone làm giảm bài tiết NaCl qua nước tiểu, nguyên nhân tăng natri huyết và tăng clo huyết . Tăng kali huyết, tăng natri huyết và tăng clo huyết làm tăng trạng thái tăng oxy máu và rối loạn cân bằng nước và điện giải.

Sự thiếu hụt năng lượng và rối loạn cân bằng nước-điện giải ngăn cản sự hình thành điện thế trên màng tế bào thần kinh và dẫn truyền xung thần kinh trong hệ thần kinh trung ương, dẫn đến hôn mê. Tỷ lệ tử vong trong hôn mê tăng đường huyết là 50%.

Hôn mê axit lactic đặc trưng của bệnh tiểu đường loại II, nó xảy ra với sự tích tụ của lactate . Khi có axit lactic, độ nhạy của adrenoreceptor đối với catecholamine giảm mạnh, xuất hiện sốc không hồi phục. Rối loạn đông máu chuyển hóa xuất hiện, biểu hiện bằng DIC, huyết khối ngoại vi, huyết khối tắc mạch (nhồi máu cơ tim, tai biến mạch máu não).

Nhiễm toan với sự dư thừa của các cơ thể xeton và lactat làm cho Hb khó giải phóng oxy đến các mô (thiếu oxy), nó ngăn chặn hoạt động của hầu hết các enzym, trước hết, tổng hợp ATP, vận chuyển tích cực và tạo ra các gradient màng bị ngăn chặn, mà trong mô thần kinh sẽ ức chế sự dẫn truyền các xung thần kinh và gây hôn mê.

Biến chứng muộn của bệnh tiểu đường

Các biến chứng muộn của DM không đặc hiệu (xảy ra với các loại DM khác nhau), chúng bao gồm:

1. macroangiopathy (xơ vữa động mạch lớn);

2. bệnh thận;

3. bệnh võng mạc;

4. bệnh thần kinh;

5. hội chứng bàn chân do tiểu đường.

Nguyên nhân chính gây ra các biến chứng muộn của bệnh đái tháo đường là tăng đường huyết, tăng lipid máu và tăng cholesterol máu. Chúng dẫn đến tổn thương mạch máu và phá vỡ chức năng của các cơ quan và mô khác nhau bằng cách glycosyl hóa protein, hình thành sorbitol và kích hoạt xơ vữa động mạch.

1. Không có enzym glycosy lyirovanie protein . Glucose tương tác với các nhóm amin tự do của protein để tạo thành bazơ Schiff, trong khi protein thay đổi cấu trúc và chức năng của chúng. Mức độ glycosyl hóa của protein phụ thuộc vào tốc độ đổi mới của chúng và nồng độ glucose.

Trong quá trình glycosyl hóa các crystallins - protein của thấu kính, chúng tạo thành các tập hợp đa phân tử làm tăng công suất khúc xạ của thấu kính. Độ trong suốt của thấu kính giảm, nó trở nên vẩn đục, hoặc đục thủy tinh thể .

Trong quá trình glycosyl hóa các protein (proteoglycan, collagens, glycoprotein) của màng đáy, sự trao đổi chất, tỷ lệ và tổ chức cấu trúc của chúng bị xáo trộn, màng đáy dày lên và phát triển. bệnh mạch máu .

Macroangiopathies biểu hiện ở tổn thương các mạch lớn và trung bình của tim, não, chi dưới. Các protein glycosyl hóa của màng đáy và chất nền ngoại bào (collagen và elastin) làm giảm tính đàn hồi của động mạch. Sự glycosyl hóa kết hợp với tăng lipid máu của các thuốc bị glycosyl hóa và tăng cholesterol máu là nguyên nhân kích hoạt xơ vữa động mạch.

Bệnh lý vi mô- kết quả của sự phá hủy các mao mạch và các mạch nhỏ. Biểu hiện dưới dạng bệnh thận, thần kinh và võng mạc.

Bệnh thận phát triển ở khoảng một phần ba số bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường. Một dấu hiệu của giai đoạn đầu của bệnh thận là albumin niệu vi lượng (trong vòng 30-300 mg / ngày), sau đó phát triển thành hội chứng thận hư cổ điển, đặc trưng bởi protein niệu cao, giảm albumin máu và phù nề.

bệnh võng mạc, biến chứng nghiêm trọng nhất của bệnh đái tháo đường và là nguyên nhân phổ biến nhất của mù lòa, phát triển ở 60-80% bệnh nhân đái tháo đường. Trong giai đoạn đầu, bệnh võng mạc nền phát triển, biểu hiện bằng xuất huyết võng mạc, giãn mạch võng mạc và phù nề. Nếu những thay đổi không ảnh hưởng đến điểm vàng, mất thị lực thường không xảy ra. Trong tương lai, bệnh võng mạc tăng sinh có thể phát triển, biểu hiện ở khối u của võng mạc và thủy tinh thể. Tính dễ vỡ và tính thấm cao của các mạch mới hình thành quyết định việc xuất huyết thường xuyên ở võng mạc hoặc thể thủy tinh. Xơ hóa phát triển tại vị trí huyết khối, dẫn đến bong võng mạc và mất thị lực.

2. Sự chuyển đổi glucose thành sorbitol . Khi tăng đường huyết, quá trình này được đẩy nhanh. Phản ứng được xúc tác bởi aldose reductase. Sorbitol không được sử dụng trong tế bào, và tốc độ khuếch tán của nó từ tế bào thấp. Khi tăng đường huyết, sorbitol tích tụ trong võng mạc và thủy tinh thể của mắt, tế bào cầu thận, tế bào Schwann và trong nội mô. Sorbitol ở nồng độ cao gây độc cho tế bào, dẫn đến tăng áp suất thẩm thấu, sưng tấy tế bào và phù nề mô. Với sự tích tụ của sorbitol trong thủy tinh thể, nó dẫn đến sưng và phá vỡ cấu trúc có trật tự của tinh thể, kết quả là thủy tinh thể trở nên đục.

Chẩn đoán bệnh tiểu đường

Việc chẩn đoán bệnh đái tháo đường được thực hiện trên cơ sở các triệu chứng cổ điển của bệnh đái tháo đường - đái nhiều, đái buốt, đa não, khô miệng.

Các dấu hiệu sinh hóa của DM là:

Mức đường huyết lúc đói trong máu mao mạch trên 6,1 mmol / l;

Mức C-peptide lúc đói dưới 0,4 mmol / l là dấu hiệu của bệnh tiểu đường loại I.

Thử nghiệm glucagon. Khi bụng đói, nồng độ C-peptide được xác định (bình thường> 0,6 mmol / l), sau đó tiêm tĩnh mạch 1 mg glucagon, sau 6 phút xác định nồng độ C-peptide (bình thường> 1,1 mmol / l) .

Sự hiện diện của glucos niệu (được xác định để kiểm soát điều trị);

Xét nghiệm dung nạp glucose (GTT) được thực hiện trong trường hợp không có triệu chứng lâm sàng của bệnh tiểu đường, khi nồng độ glucose trong máu khi đói là bình thường. Một dấu hiệu của bệnh tiểu đường là nồng độ glucose trong huyết tương trên 11,1 mmol / l 2 giờ sau khi nạp đường;

Để đánh giá mức bồi thường cho bệnh tiểu đường, hãy xác định:

Thông thường, mức độ glycosyl hóa hemoglobin HbA 1c không quá 6% tổng hàm lượng Hb, với DM HbA 1c được bù đắp< 8,5%;

Albumin niệu. albumin bình thường trong nước tiểu< 30 мг/сут. При сахарном диабете до 300 мг/сут.

Vì bệnh tiểu đường loại 2 phát triển chậm hơn nhiều, các triệu chứng lâm sàng cổ điển của tăng đường huyết và thiếu hụt insulin được chẩn đoán muộn hơn, thường kết hợp với các triệu chứng của các biến chứng muộn của bệnh tiểu đường.

Điều trị bệnh tiểu đường

Điều trị bệnh đái tháo đường phụ thuộc vào loại (I hoặc II), phức tạp và bao gồm chế độ ăn uống, sử dụng thuốc hạ đường, liệu pháp insulin, cũng như phòng ngừa và điều trị các biến chứng.

Thuốc giảm đường được chia thành hai nhóm chính: dẫn xuất sulfonylurea và biguanide.

Chuẩn bị sulfonylurea chặn các kênh K + nhạy cảm với ATP, làm tăng nồng độ K + nội bào và dẫn đến khử cực màng. Sự khử cực của màng làm tăng tốc độ vận chuyển các ion canxi vào trong tế bào, kết quả là quá trình tiết insulin được kích thích.

biguanides tăng số lượng chất vận chuyển glucose GLUT-4 trên bề mặt mô mỡ và màng tế bào cơ.

liệu pháp insulin bắt buộc đối với bệnh tiểu đường loại I (1-4 mũi tiêm mỗi ngày), ở bệnh tiểu đường loại II, insulin đôi khi được kê đơn để kiểm soát bệnh tiểu đường tốt hơn, cũng như với sự phát triển của tình trạng thiếu insulin tuyệt đối thứ phát sau 10-15 năm.

Các phương pháp điều trị đầy hứa hẹn cho bệnh tiểu đường bao gồm những điều sau: cấy ghép các đảo nhỏ tuyến tụy hoặc các tế bào β cô lập, cấy ghép các tế bào đã được sửa đổi gen và kích thích tái tạo đảo tụy.

Ở cả hai loại đái tháo đường, điều trị bằng chế độ ăn uống là điều cần thiết. Một chế độ ăn uống cân bằng được khuyến khích: carbohydrate nên chiếm 50-60% tổng lượng calo của thực phẩm (ngoại trừ carbohydrate dễ tiêu hóa, bia, rượu mạnh, siro, bánh ngọt, v.v.); đối với phần protein - 15-20%; đối với tỷ lệ của tất cả các chất béo - không quá 25-30%. Thức ăn nên được thực hiện 5-6 lần một ngày.

Văn chương:

I.I. Dedov., G.A. Melnichenko, V.V. Fadeev. Khoa nội tiết. Matxcova: Thuốc. 2000