В организме за снижение содержания глюкозы в крови после приема пищи отвечает инсулин. Инсулин резко повышает проницаемость мембраны мышечных и жировых клеток для глюкозы. Вследствие этого скорость перехода глюкозы внутрь этих клеток увеличивается примерно в 20 раз по сравнению со скоростью перехода глюкозы в клетки в среде, не содержащей инсулина.

Ферментативные реакции, приводящие к утилизации глюкозы, - фосфорилирование и окисление ее, а также образование гликогена протекают внутри клетки. Способствуя транспорту глюкозы внутрь клетки, инсулин тем самым обёспёчивает ее утилизацию.

Увеличение транспорта глюкозы через мембраны мышечных волокон при действии инсулина способствует синтезу гликогена и накоплению его в мышечных волокнах. В клетках жировой ткани инсулин стимулирует образование жира из глюкозы.

Под влиянием инсулина возрастает проницаемость клеточной мембраны и для аминокислот, из которых в клетках синтезируются белки. Инсулин стимулирует синтез информационной РНК и этим также способствует синтезу белков. Мембраны клеток печени в отличие от мембраны клеток жировой ткани и мышечных волокон свободно проницаемы для глюкозы и в отсутствие инсулина.

Контринсулярные гормоны противодействуют эффекту инсулина и не дают падать уровню глюкозы (гликемии) ниже минимально допустимого.

Эволюционно так организм защищался от действия голода, обеспечивая мозг необходимым топливом. Клетки мозговой ткани нуждаются в постоянной подпитке глюкозой из крови. Именно поэтому снижающий фактор один ̶ инсулин, а повышающих несколько:

1. адреналин и кортизол надпочечников;

2. тироксин щитовидной железы;

3. соматотропин (гормон роста) гипофиза;

4. глюкагон поджелудочной железы.

Под действием контринсулярных гормонов формируется ощущение голода, повышается содержание сахара в крови. При резком падении уровня сахара в крови (бывает при длительных перерывах между едой, введении инсулина) реакция организма напоминает типичный стресс:

· дрожание рук;

· потливость;

· учащенное сердцебиение;

· расширение зрачков.

Такие эффекты в основном связаны с активацией симпатической нервной системы и выбросом надпочечниками адреналина в кровь. Действие инсулина тормозится, концентрация глюкозы возрастает. Если ее оказывается недостаточно, и пища временно не поступает, то в регуляцию углеводного обмена включаются гормоны гипофиза, глюкагон и кортизол.

В норме этих действий хватает на какой-то период времени для поддержания жизнедеятельности, работы сердца и головного мозга до момента поступления новой порции пищи. Без еды человек может прожить около двух месяцев именно благодаря контринсулярным гормонам, они перестраивают обменные процессы для использования внутренних резервов.

У каждого фактора, регулирующего содержание сахара в крови, имеется индивидуальный механизм влияния и биологическая роль в углеводном обмене:

Глюкагон. Этот гормон синтезируется в островковой части поджелудочной железы. Активизирует сократительную способность сердечной мышцы, повышая давление и усиливая таким образом приток крови к тканям, улучшает кровообращение в скелетной мускулатуре. Снижает жировые запасы и способствует расщеплению молекул белка до аминокислот. Алкоголь нейтрализует действие этого гормона, что может быть очень опасно при инсулинотерапии, так как грозит развитием гипогликемической комы. Инъекции глюкагона помогают при неотложных состояниях, связанных с передозировкой препаратов для лечения диабета.

Адреналин. Обеспечивает повышение уровня сахара при всех стрессовых состояниях. В норме это влияние оказывается благоприятным при коротком действии внешнего фактора. При сахарном диабете ответное выделение инсулина носит непредсказуемый характер, поэтому на фоне стрессов ухудшается течение болезни.

Кортизол. Образуется в коре надпочечников при стрессовых ситуациях, как и адреналин. Не влияет на процесс распада гликогена и в меньшей степени расщепляет жировую ткань. Основной точкой приложения этого гормона являются клетки печени, способные образовывать новые молекулы глюкозы. Такой процесс называется глюконеогенезом, и для его осуществления требуются аминокислоты из белков.

Гормон роста. Соматотропный гормон гипофиза тормозит усвоение глюкозы клетками, вызывая повышенную потребность в инсулине. Выброс его в кровь около 3-7 часов приводит к феномену «утренней зари» при сахарном диабете, когда в предутренние часы резко возрастает гликемия. Часто встречается у подростков. Основными эффектами гормона роста являются: стимуляция распада жира, увеличение продукции новых молекул глюкозы, переключение пути получения энергии на липиды.

Тиреоидные гормоны. Избыточное образование тироксина и трийодтиронина оказывает неблагоприятное влияние на все виды обмена, в том числе и на углеводный. Эти гормоны обладают способностью окислять углеводы, стимулировать выброс инсулина из поджелудочной железы. Одновременно они препятствуют его действию. Происходит постепенное истощение клеток островковой части, что сопровождается постоянным повышенным содержанием глюкозы в крови. Сочетание сахарного диабета и тиреотоксикоза взаимно отягощает течение и того, и другого заболевания.

31. Объясните, почему у пациентов с сахарным диабетом сохраняется чувство голода, хотя потребляется большое количество пищи (полифагия), а в крови повышено содержание глюкозы?

Нередким спутником серьезного заболевания — сахарного диабета, является неуемное желание кушать в больших количествах. Полифагия — это нарушение пищевого поведения, при котором наблюдается повышенный аппетит, постоянное чувство голода и чрезмерное потребление пищи. Полифагия сама по себе не представляет опасности для жизни человека. Однако она сигнализирует о наличии у пациента серьезных проблем со здоровьем. Полифагия нередко развивается при сахарном диабете. Повышенный аппетит у диабетиков объясняется тем, что молекулы расщепленного сахара не попадают в клетки организма. Навязчивое чувство голода провоцирует диабетиков на избыточное потребление пищи. Даже при условии плотного ужина вечером больных преследует неумеренный аппетит после пробуждения. У здоровых людей переваривание пищи приводит к образованию глюкозы, которая служит топливом для тканей, дает им энергию для выполнения своих функций. За проникновение глюкозы в клетки отвечает гормон поджелудочной железы- инсулин. У больных сахарном диабетом инсулина не хватает, либо клетки невосприимчивы к нему. В результате сахар клетки не поступает и определенное его количество поступает в кровь, где постепенно накапливается. Чувство голода является реакцией организма на повышение глюкозы в крови и ее дефицит в клетках, клетки лишенные питания, посылают мозгу сигнал о нарушении в виде безудержного аппетита. Стимуляция гипоталамуса, благодаря которому рождается чувство голода, происходит благодаря гормонам лептину и орексину. Сигналы, возникающие в организме и поступающие в мозг, выступают причиной повышенного аппетита у диабетиков.

32. Больной жалуется на неутолимую жажду, употребление большого количества жидкости, значительное количество мочи 6-8л в сутки. При обследовании установлено содержание глюкозы в крови 4 ммоль\л, кетоновых тел нет, моча бесцветная, плотность 1,002, глюкозы нет. О какой форме патологии можно подумать?

Полиурия, низкая плотность мочи, отсутствие гипергликемии и глюкозурии позволяют предполагать несахариый диабет.

Нейросекреторные клетки гипоталамуса регулируют выработку окситоцина и вазопрессииа (аитидиуретического гормона). Последний отвечает за регуляцию реабсорбции воды в дистальных отделах нефронов почек. Эти гормоны накапливаются в задней доле гипофиза (нейрогипофиз), откуда по мере надобности выделяются в кровь. При недостаточности в крови вазопрессина происходит нарушение всасывания воды. Следствием этого является полиурия (обильное мочеиспускание), которая также является симптомами сахарного диабета.

Типичными проявлениями несахарного диабета являются полиурия Полиурия проявляется увеличением объема выделяемой суточной мочи (чаще до 4—10 л, иногда до 20-30 л). Моча бесцветная, с малым количеством солей и других элементов и низким удельным весом (1000-1003) во всех порциях. Чувство неутолимой жажды при несахарном диабете приводит к полидипсии потреблению большого количества жидкости, иногда равного теряемому с мочой. Выраженность несахарного диабета определяется степенью дефицита антидиуретического гормона

Идиопатический несахарный диабет обычно развивается остро, внезапно, реже — нарастая постепенно. Беременность может спровоцировать манифестацию заболевания Частые позывы на мочеиспускание (поллакиурия) приводят к нарушению сна, неврозам, повышенной утомляемости, эмоциональной неуравновешенности. У детей ранним проявлением несахарного диабета служит энурез, позже присоединяются задержка роста и полового созревания.

Типичные случаи позволяют заподозрить несахарный диабет по неутолимой жажде и выделению более 3 л мочи за сутки. Для оценки суточного количества мочи проводится проба Зимницкого.

При исследовании мочи определяют ее низкую относительную плотность (4005), Сахарный диабет исключается определением глюкозы крови натощак. При центральной форме несахарного диабета в крови определяется низкое содержание АДГ.

33. Лаборант поставил пробирку с кровью в термостат для скорейшего образования сгустка и выставил температуру 70оС. При анализе сыворотки крови активность исследованных ферментов равнялась нулю. Объясните, что произошло с ферментами сыворотки крови.

ДЕНАТУРАЦИЯ - это лишение белка его природных, нативных свойств, сопровождающееся разрушением четвертичной (если она была), третичной, а иногда и вторичной структуры белковой молекулы, которое возникает при разрушении дисульфидных и слабых типов связей, участвующих в образовании этих структур. Первичная структура при этом сохраняется, потому что она сформирована прочными ковалентными связями. Разрушение первичной структуры может произойти только в результате гидролиза белковой молекулы длительным кипячением в растворе кислоты или щелочи. Факторы, которые вызывают денатурацию белков, можно разделить на физические и химические.

Физические факторы

1. Высокие температуры. Для разных белков характерна различная чувствительность к тепловому воздействию. Часть белков подвергается денатурации уже при 40-50⁰С. Такие белки называют термолабильными. Другие белки денатурируют при гораздо более высоких температурах, они являются термостабильными.

2. Ультрафиолетовое облучение

3. Рентгеновское и радиоактивное облучение

4. Ультразвук

5. Механическое воздействие (например, вибрация).

Химические факторы

1. Концентрированные кислоты и щелочи. Например, трихлоруксусная кислота (органическая), азотная кислота (неорганическая).

2. Соли тяжелых металлов (например, CuSO₄).

3. Органические растворители (этиловый спирт, ацетон)

4. Растительные алкалоиды.

5. Мочевина в высоких концентрациях

5. Другие вещества, способные нарушать слабые типы связей в молекулах белков.

Воздействие факторами денатурации применяют для стерилизации оборудования и инструментов, а также как антисептики.

Обратимость денатурации

В пробирке (in vitro) чаще всего это – необратимый процесс. Если же денатурированный белок поместить в условия, близкие к нативным, то он может ренатурировать, но очень медленно, и такое явление характерно не для всех белков. In vivo, в организме, возможна быстрая ренатурация. Это связано с выработкой в живом организме специфических белков, которые «узнают» структуру денатурированного белка, присоединяются к нему с помощью слабых типов связи и создают оптимальные условия для ренатурации. Такие специфические белки известны как «белки теплового шока» или «белки стресса».

У человека, длительно не употреблявшего в пищу жиры, обнаружены дерматит, плохое заживление ран, ухудшение зрения, снижение гонадотропной функции. После назначения рыбьего жира в терапевтических дозах все симптомы исчезли. Объясните эффективность лечения.

Рыбий жир содержит необходимые человеку витамины A и D, а также полиненасыщенные жирные кислоты. Витамин А является противоинфекционным витамином. Он необходим для поддержания целостности и функционирования эпителия. Витамин A нужен нашему организму для сохранения хорошего зрения, поддержания здоровья волос, кожи, слизистых оболочек респираторного тракта и пищеварительной системы, оказывает положительное действие на процессы роста костной ткани и зубной эмали, а также обладает антиоксидантными свойствами.

Витамин D принимает активное участие в поддержании минерального гомеостаза в организме: регулирует фосфорно-кальциевый обмен, способствует проникновению фосфора и кальция в клетки организма, сохраняет и поддерживает оптимальную структуру костей и зубов; предотвращает повышенную нервную возбудимость и судорожные подергивания в мышцах ног. Ведущей функцией витамина D является обеспечение нормального роста костной ткани – адекватная ее минерализация. Он укрепляет иммунную систему. От присутствия в организме витамина D зависит восприимчивость к кожным заболеваниям и болезням сердца. Кроме того, он участвует в метаболизме липидов, регуляции артериального давления и др.

ЭПК и ДГК оказывают влияние на метаболизм липидов, сосудистый тонус и свертывание крови. Благодаря своим противовоспалительным эффектам они оказывают позитивное влияние на течение воспалительного процесса при ряде системных заболеваний соединительной ткани, в том числе при ревматоидном артрите.

ДГК – главный структурный компонент фосфоглицеридов, образующих клеточные мембраны в фоторецепторах сетчатки и, следовательно, влияющих на развитие зрения. Нормальное развитие зрения и когнитивной функции зависит от уровня ДГК в синапсах и фоторецепторах. Дети, получавшие от матерей ДГК в течение беременности, имели существенно лучшее развитие зрительной активности в возрасте 4–6 месяцев.

У пожилого человека после приема в пищу молока наблюдались диспепсические расстройства (тошнота, рвота, диарея). При употреблении в пищу молочнокислых продуктов наблюдаемые явления проходили. Назовите возможные причины заболевания

Лактазная недостаточность – ферментопатия, характеризующаяся неспособностью расщеплять молочный сахар (лактозу) в связи со снижением активности или отсутствием фермента лактазы.
Для диагностики лактазной недостаточности проводится исследование кала (на углеводы, pH), диетодиагностика, генотипирование. В норме молочный сахар (лактоза), поступающий с пищей, расщепляется в тонкой кишке под действием фермента лактазы (лактазофлоризингидролазы) с образованием глюкозы и галактозы, которые затем всасываются в кровь. Глюкоза служит основным энергетическим ресурсом в организме; галактоза входит в состав галактолипидов, необходимых для развития ЦНС. При лактазной недостаточности нерасщепленный молочный сахар поступает в неизменном виде в толстую кишку, где сбраживается микрофлорой, вызывая снижение рН кишечного содержимого, повышенное газообразование и секрецию воды.

В основе первичной врожденной лактазной недостаточности чаще всего лежит генетически детерминированное нарушение синтеза лактазы. Активность фермента лактазы кодируется геном, локализованным на 2-ой хромосоме; а лактазная недостаточность наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Кроме этого, встречается конституциональная лактазная недостаточность – возрастное снижение активности лактазы, которое начинается уже в 3-5 лет и продолжается в зрелом возрасте. Учитывая, что у плода активность лактазы достигает максимума в последние недели гестации и к моменту рождения, лактазная недостаточность также обычно свойственна недоношенным детям.

Вторичная лактазная недостаточность возникает при повреждении энтероцитов вследствие заболеваний тонкой кишки (энтерита, ротавирусной инфекции, острых кишечных инфекций, лямблиоза и др.).

Классификация

Таким образом, различают первичную (врожденную) лактазную недостаточность (алактазию, наследственную непереносимость дисахаридов); гиполактазию взрослого типа; транзиторную лактазную недостаточность недоношенных и вторичную лактазную недостаточность, ассоциированную с повреждением энтероцитов.

По степени выраженности ферментной недостаточности принято говорить о гиполактазии (частичном снижении активности фермента) и алактазии (полном отсутствии фермента). Течение лактазной недостаточности может быть транзиторным или персистирующим.

Некоторые авторы к одному из вариантов лактазной недостаточности относят галактоземию, хотя такой взгляд довольно спорен.

Симптомы лактазной недостаточности

Лактазная недостаточность характеризуется непереносимостью молочных продуктов, поэтому все симптомы нарушения пищеварения развиваются на фоне употребления продуктов, богатых лактозой, в первую очередь, цельного молока.

Основным клиническим признаком лактазной недостаточности служит бродильная диарея в виде частого, жидкого, пенистого стула, имеющего кислый запах. Частота дефекации при лактазной недостаточности достигает 10-12 раз в сутки; реже проявлением ферментопатии служат запоры.

Следствием диареи служит дегидратация, недостаточная прибавка массы тела и гипотрофия. Избыточное поступление нерасщепленной лактозы в толстую кишку обусловливает количественное и качественное изменение состава микрофлоры и развитие дисбактериоза.

При лактазной недостаточности развиваются изменения со стороны центральной нервной системы, что объясняется нарушением нутритивного статуса, дефицитом витаминов и минералов, эндогенной интоксикацией вследствие бродильных процессов в ЖКТ. При может отмечаться гипервозбудимость, раздражительность, нарушения сна.

Диагностика

Для достоверной диагностики лактазной недостаточности характерные клинические данные должны быть обязательно подтверждены дополнительными лабораторными исследованиями.

Так называемая «диетодиагностика» основана на исчезновении клинических признаков лактазной недостаточности (диареи, метеоризма) при исключении лактозы из рациона и появлении симптоматики при употреблении молока. После нагрузки лактозой также увеличивается уровень водорода и метана в выдыхаемом воздухе.

При биохимическом исследовании кала определяется снижение pH <5,5, увеличение или появление содержания лактозы и углеводов в кале. Золотым стандартом диагностики лактазной недостаточности считается определение активности лактазы в биоптатах тонкой кишки, однако сложность и инвазивность метода ограничивают его использование на практике. Первичная лактазная недостаточность может быть выявлена в ходе генетического исследования («лактазного генотипирования»).

Лечение лактазной недостаточности

Подход к терапии лактазной недостаточности имеет свои особенности. Базовые принципы строятся на организации лечебного питания, оптимизации расщепления лактозы, предупреждении развития осложнений (гипотрофии, поливитаминной и полиминеральной недостаточности). Из диеты полностью исключаются цельное и сгущенное молоко, кондитерские изделия, содержащие молочные наполнители, некоторые лекарственные препараты (пробиотики) и т. д. При незначительной гиполактазии разрешается употребление кисломолочных продуктов, йогуртов, сливочного масла, если они не вызывают клинических симптомов лактазной недостаточности.

У ребенка младшего возраста с нормальным развитием после приема пищи появилась стойкая диарея, рвота, боли в животе. Исключение из рациона молока не дало положительного результата. После нагрузки сахарозой уровень глюкозы в крови повышался незначительно. Назовите фермент, отсутствие которого приводит к появлению указанных признаков.