Стресс – это защитная биохимическая реакция организма на изменяющиеся условия среды. Кратковременно гормоны стресса помогают сохранить жизнь, дают дополнительные силы, возможность нападать или защищаться, приспосабливаться, достигать результата.

Адреналин считается метаболическим гормоном, или гормоном выживания, так как обеспечивает реакцию организма на внезапную опасность (мобилизует запасы углеводов для быстрого высвобождения энергии, увеличивает мышечную силу, вызывает расширение зрачков и сужение периферических кровеносных сосудов). Адреналин синтезируется в мозговом слое надпочечников из тирозина. В ткани-мишени адреналин передает сигнал посредством мембранных рецепторов. Существует несколько типов адренергических рецепторов a и b. В печени есть два вида рецепторов адреналина: одни передают сигнал в клетку с помощью аденилатциклазной системы, другие посредством инозитолфосфатной. В обоих случаях это приводит к активации гликогенфосфорилазы, а гликогенсинтаза инактивируется. Таким образом адреналин в печени ускоряет мобилизацию гликогена и увеличивает поступление глюкозы в кровь, поэтому при стрессе и интенсивной физической работе в крови повышается концентрация глюкозы. В мышцах адреналин вызывает активацию протеинкиназы А, которая активирует гликогенфосфорилазу и инактивирует гликогенсинтазу, фосфорилируя их. В итоге в мышцах тормозится синтез гликогена и ускоряется его мобилизация, а образующийся в результате этого процесса глюкозо-6-фосфат используется как энергетический субстрат в гликолизе. В жировой ткани адреналин действует через аденилатциклазную систему. В результате этого протеинкиназа А становится активной и фосфорилирует гормончувствительную ТАГ-липазу, что сопровождается ее активацией. Фермент катализирует реакцию гидролиза ТАГ с образованием глицерола и жирных кислот, поступающих из жировой ткани в кровь и периферические органы.

Следовательно, при стрессе и интенсивной мышечной работе адреналин в мышцах и печени ускоряет мобилизацию гликогена и тормозит его синтез, а в жировой ткани стимулирует липолиз.

Адреналин стимулирует секрецию АКТГ; АКТГ, в свою очередь, стимулирует выброс корой надпочечников кортизола, в результате чего увеличивается превращение белков в глюкозу (глюконеогенез), необходимую для восполнения в печени и мышцах запасов гликогена, используемых при реакции тревоги. Рецепторы гормона есть в мышцах, печени, соединительной и лимфоидной тканях. В тканях-мишенях кортизол взаимодействует с внутриклеточными рецепторами, затем комплекс гормон–рецептор связывается с регуляторными зонами ДНК и изменяет экспресию генов специфических белков и ферментов. Кортизол, ускоряя протеолиз мышечных белков, увеличивает поступление аминокислот из мышц в кровь, а затем в печень. В печени комплекс гормон–рецептор соединяется с гормончувствительными участками ДНК и повышает экспрессию генов, кодирующих АЛТ, тирозинаминотрансферазу и фосфоенолпируваткарбоксикиназу. В результате ускоряется катаболизм аминокислот, а образующиеся при этом безазотистые остатки гликогенных и кетогликогенных аминокислот включаются в глюконеогенез. Повышение скорости этого метаболического пути приводит к увеличению поступления глюкозы из печени в кровь. Вместе с тем кортизол тормозит транспорт глюкозы и аминокислот в ткани.В жировой ткани кортизол стимулирует липолиз. В соединительной ткани этот гормон тормозит синтез белков коллагена и фибронектина.

У человека, ведущего сидячий образ жизни, после интенсивной физической нагрузки наблюдаются боли в мышцах. С изменением какого метаболического процесса, обеспечивавшего энергией работающие мышцы, связаны болевые ощущения?

Причиной болевых ощущений в мыщцах после и нтенсивной физической нагрузки является ГЛИКОЛИЗ. Анаэробное окисление глюкозы, которое называется гликолизом, включает реакции постепенного превращения ее молекулы в пировиноградную кислоту, а затем при недостаточности кислорода в тканях — в молочную кислоту. Этот процесс сопровождается образованием АТФ и выделением тепловой энергии. Гликолиз протекает преимущественно в скелетных мышцах при интенсивных физических нагрузках или в условиях гипоксии. Образовавшаяся молочная кислота из мышц поступает в кровь, доставляется в печень, где аэробно окисляется или используется для новообразования глюкозы. Извлечение метаболической энергии из углеводов происходит почти во всех клетках организма человека и включает две основные фазы — бескислородное (анаэробное) окисление, которое протекает в цитозоле преимущественно скелетных мышц и называется гликолизом, и кислородное (аэробное) окисление, протекающее в митохондриях на ферментах цикла лимонной кислоты и дыхательной цепи. Гликолиз и гликогенолиз играют важную роль при мышечной деятельности анаэробного характера. Они обеспечивают энергией интенсивную работу в пределах от 30 с до 2-5 мин. При физических нагрузках усиливается метаболизм, в том числе тех процессов, которые приводят к накоплению кислых продуктов. В скелетных мышцах в процессе гликолиза (анаэробного окисления глюкозы) накапливается молочная кислота. Она поступает в кровь и может изменять кислотно-щелочное равновесие организма. При умеренных (аэробных) физических нагрузках молочная кислота образуется в незначительном количестве, поэтому существенного изменения рН крови не наблюдается. Интенсивные физические нагрузки анаэробной направленности, особенно спринтерские дистанции в беге и плавании, приводят к значительному накоплению молочной кислоты в скелетных мышцах и выходу ее в кровь. При этом в скелетных мышцах и крови рН снижается до 7,0 или даже до 6,5. Закисление внутренней среды организма называется ацидозом.

Ацидотическое состояние может сопровождаться болевыми ощущениями в мышцах и снижением физической работоспособности. .Ацидоз является фактором, вызывающим утомление организма. После прекращения работы рН мышц и крови быстро нормализуется (в пределах 30 мин). Болевые ощущения, связанные с изменением рН внутренней среды организма при физических нагрузках, также исчезают в этот период времени.

У новорожденного выявлена гипогликемия, в крови повышена концентрация лактата. В интервалах между кормлениями появляются судороги. Частое кормление резко улучшает состояние ребенка. Как называется данная патология?

Болезнь Гирке – это наследственная патология, которая обусловлена недостаточностью печеночных ферментов, трансформирующих глюкозо-6-фосфат в глюкозу. Протекает с нарушениями углеводного и липидного обмена, характеризуется гипогликемией, накоплением в печени и почках гликогена. Лечение основано на диетотерапии, обеспечивающей круглосуточное поступление глюкозы в кровоток.

Причины

Заболевание относится к наследственным метаболическим патологиям, передается от поколения к поколению по аутосомно-рецессивному механизму. Причина болезни – мутации генов, которые кодируют печеночный фермент, запускающий процесс превращения гликогена в свободную глюкозу. При изменении гена G6PC нарушено производство глюкозо-6-фосфатазы, при изменении в структуре гена SLC37A4 – синтез глюкозо-6-фосфаттранслоказы.

Для развития гликогенеза необходимо, чтобы ребенок получил мутировавший ген от матери и от отца. Патология развивается при наличии пары измененных рецессивных генов, а если присутствует только один дефектный ген, ребенок остается здоровым, но является носителем заболевания и способен передать его своим будущим детям. Таким образом, вероятность болезни у новорожденного, оба родителя которого – носители мутации, составляет 25%.

Патогенез

При болезни Гирке клетки печени оказываются неспособными производить ферменты, обусловливающие процессы гликогенолиза (расщепления гликогена до глюкозы) и глюконеогенеза (образования глюкозы из неуглеводных соединений). Преобразование поступающей с пищей глюкозы в гликоген, а также его депонирование в печеночной и других тканях остается сохранным. Гликоген накапливается, но не растрачивается на нужды организма, печень увеличивается. В перерывах между приемами пищи развивается гипогликемия из-за невозможности использования энергетических запасов.

Формируется почечная и печеночная недостаточность. В кровотоке повышается концентрация молочной кислоты, возникает ацидоз.

Классификация

По характеру течения болезнь Гирке бывает острой и хронической. Острая форма чаще развивается на первом году жизни ребенка, проявляется выраженной симптоматикой: рвотой, мышечными судорогами, поверхностным частым дыханием, которое сопровождается чувством нехватки воздуха. Для хронической формы характерно постепенное прогрессирование почечной и печеночной недостаточности, отставание в росте, задержка пубертата. Согласно первоначальному ферментному дефекту выделяют два типа гликогеноза:

Симптомы болезни Гирке

Симптоматика заболевания чаще всего разворачивается на 3-4 месяце жизни, реже – с периода новорожденности. Наиболее выражены проявления лактатацидоза и гипогликемии: малыши вялые, сонливые, плохо сосут грудь или соску бутылочки, часто плачут, подолгу не успокаиваются. Сон беспокойный, с частыми пробуждениями, режим дня и ночи не устанавливается, кровяное давление сниженное. Могут отмечаться непроизвольные мышечные подергивания на руках, ногах, веках. К 3 месяцам развиваются судороги. Все эти симптомы более заметны у детей, находящихся на искусственном вскармливании и получающих питание «по часам», а не по требованию. При частых кормлениях глюкоза поступает в организм практически непрерывно, гипогликемия слабовыраженная.

Причины лактатацидоза

Молочнокислый ацидоз может быть вызван усилением производства лактата, его недостаточным выведением через почечные канальцы и/или нарушениями обмена в печени, при которых страдают процессы распада пирувата, образования глюкозы из неуглеводных соединений. Причинами возникновения этих метаболических сдвигов являются: