Алексей Барон, Ольга Смирнова, Екатерина Шишацкая
Патофизиология. Часть 2

© Сибирский федеральный университет, 2019

Введение

Учебное пособие «Патофизиология» (часть 2) предназначено для проведения лекций и организации самостоятельной работы студентов по дисциплине «Патофизиология» при подготовке бакалавров в области биологии и медицины.

Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего образования (ФГОС ВО) по направлению 06.03.01 «Биология», профилю 06.03.01.08 «Биохимия». В учебном пособии «Патофизиология» (часть 2) представлен материал по следующим главам: патофизиология обмена белков, особенности нарушений метаболизма белков, нарушения энергетического обмена, патофизиология обмена углеводов и липидов, этиология и патогенез развития нарушений на различных этапах метаболизма жиров и углеводов, ожирение, сахарный диабет, патофизиология формирования иммунологической реактивности. Классификация, характеристика различных иммунопатологических состояний, этиология, патогенез и особенности различных типов иммунопатологических состояний, патофизиология опухолевого роста. Классификация опухолей. Теории онкогенеза. Этиология, патогенез, особенности различных видов опухолей. Помимо теоретического материала, в учебном пособии имеются вопросы для самоподготовки.

Представленный в учебном пособии теоретический материал соответствует современному уровню развития клинической патофизиологии и отражает высокий научно-методический потенциал авторов.

Необходимость издания данного учебного пособия для бакалавров и магистров продиктована тем обстоятельством, что интенсивность обновления научных данных, особенно связанных с вопросами клинической патофизиологии, значительно превосходит скорость подготовки и публикации фундаментальных трудов и учебников. Настоящее учебное пособие призвано систематизировать работу обучающихся по актуализации информации и ликвидации пробелов знаний в таком важнейшем направлении патофизиологии, как клиническая патофизиология.

Глава 1. Патофизиология обмена белков. Особенности нарушений метаболизма белков. Нарушения энергетического обмена

В организме человека пептиды и полипептиды выполняют важнейшие функции: каталитическую, структурную, рецепторную, информационную и другие, следовательно, нарушение обмена белков всегда сопровождается тяжелыми расстройствами функций органов и систем организма. У человека белок не депонируется, поэтому в условиях дефицита разрушаются белки кожи, мышц, костей, внутренних органов. Метаболизм белка характеризуется высокой интенсивностью. За сутки обновляется около 1 г на 1 кг общего белка организма. Полностью весь белок заменяется в организме взрослого человека за 150–160 суток.

Существование живых организмов зависит от обмена веществ и энергии, при этом одним из интегральных показателей, влияющих на интенсивность течения жизненных процессов, является основной обмен, который обеспечивает минимальное количество энергозатрат для поддержания всех основных процессов жизнедеятельности. Генетические дефекты метаболизма, вторичные нарушения обмена веществ и энергии в результате пищевых особенностей, воздействия патогенных физических, химических, биологических факторов и токсинов, влияя на молекулярном, клеточном, органном и целостном уровнях, способствуют изменениям энергетического обмена. Более всего нарушаются процессы биологического окисления.

Энергетический обмен организма состоит из взаимосвязанных и взаимозависимых компонентов, которые нарушаются при действии патогенных этиологических факторов. Прежде всего, это базальный основной обмен, состоящий из минимального уровня энергозатрат организма, необходимых для поддержания жизненно важных функций. Кроме этого, сюда входит энергия на поддержание температурного гомеостаза, на выполнение умственной, двигательной и другой деятельности, в связи с усилением обменных процессов после приема пищи.

Нарушения нервной и эндокринной регуляций могут приводить к отклонениям в энергетическом и основном обменах веществ, формируя основные диагностические симптомы заболеваний. Снижение функции щитовидной железы способствует замедлению метаболических реакций и основного обмена, с другой стороны, повышение функции эндокринной железы увеличивает катаболизм, тканевое дыхание, основной обмен, разъединяя процессы окисления и фосфорилирования. Активация тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы активирует энергетический обмен, снижение тонуса, уменьшение секреции катехоламинов – тормозит.

Основой структурных и функциональных единиц клетки являются белки, которые нуждаются в постоянном обновлении. Ежесуточно приблизительно 400 г белков из общего фонда вовлекаются в катаболизм, при этом они должны быть восполнены аналогичным количеством вновь образованных продуктов. Около 100 г белков теряется безвозвратно, требуется поступление белков извне для восполнения недостающих метаболитов. Патология белкового обмена может быть обусловлена нарушением равновесия катаболической и анаболической фаз обмена веществ, изменением соотношений с внешней средой.

Количество потребляемого азота с пищей соответствует количеству азота, выводимого из организма, и составляет азотистое равновесие (нулевой баланс азота). Если в результате физиологических и патологических процессов (рост организма, беременность, выздоровление после болезни, действие анаболических гормонов) происходит накопление азота в организме, при этом повышается биосинтез белков и нуклеотидов, развивается положительный азотистый баланс. Когда наблюдается снижение количества азота в организме, потеря или повышенный расход белков, например при голодании, тиреотоксикозе, инфекционной лихорадке, ожогах, диарее, кровопотере, – отрицательный азотистый баланс. Формируется данное состояние при дефиците белка в пище или в результате поражений органов пищеварительного тракта с нарушением механизмов протеолиза и всасывания аминокислот. Организм начинает использовать собственные клеточные белки для обеспечения функционирования всех жизненно важных органов, образующиеся аминокислоты вовлекаются в биосинтез, оставшиеся окисляются до конечных продуктов обмена.

Нарушения метаболизма белкового обмена проявляются в следующих случаях:

– несоответствие поступления белка потребностям;

– нарушение всасывания белка в желудочно-кишечном тракте;

– нарушение метаболизма белка в плазме крови;

– нарушение трансмембранного переноса и метаболизма аминокислот;

– нарушение конечных этапов превращения белков.

При несоответствии количества и состава белка потребностям организма возникают следующие условия: дефицит поступления белка в организм, избыток поступления белка в организм или нарушение аминокислотного состава потребляемого белка.

Частая причина недостаточного поступления белка в организме – голодание, которое бывает абсолютное, полное, неполное, частичное. Примерами белкового голодания являются квашиоркор и алиментарная дистрофия. Квашиоркор – заболевание, обусловленное несбалансированной алиментарной недостаточностью белка, характеризуется дефицитом массы тела, выраженной гипопротеинемией, гиполипопротеинемией, клинически проявляется значительными отеками, асцитом, задержкой физического и умственного развития, апатией, иммунодефицитными состояниями. Прогноз при заболевании неблагоприятный, высокая смертность от инфекционных заболеваний. Алиментарная дистрофия – патология со сбалансированной белково-калорической недостаточностью. Клинические проявления: снижение массы тела, гипогликемия с кетоацидозом, кетонемией, иммунодефицитные состояния, в тяжелых случаях – задержка физического и умственного развития. Прогноз при ранней диагностике и правильной терапии благоприятный.

Причинами избыточного поступления белка являются переедание, диета с большим количеством белка, состояния, сопровождающиеся активацией белкового синтеза. Клинические проявления: увеличение общего содержания белка в крови, диспепсические расстройства, дисбактериоз кишечника.

Все белки пищи содержат 22 аминокислоты, 8 из них незаменимые: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин. Незаменимые аминокислоты не могут быть синтезированы в нужном объеме в организме человека. Имеются общие и специфические проявления при дефиците незаменимых аминокислот. К общим симптомам относятся: замедление роста и развития у детей, уменьшение физиологической регенерации тканей и органов, снижение массы тела, аппетита и всасывания белков пищи. Специфические проявления зависят от вида аминокислоты. При недостатке фенилаланина – гипотиреоз, гипокатехоламинемия; триптофана – пеллагра, анемия, помутнение хрусталика, роговицы; метионина – атерогенез, ожирение, гипокортицизм и гипокатехоламинемия. В случае избытка аминокислот общие симптомы – нарушение вкуса, снижение аппетита, нарушение обмена других аминокислот и функций различных органов и тканей. При избытке фенилаланина – задержка психомоторного развития у детей, слабоумие, экзема; метионина – гемолитическая анемия, органная недостаточность.

Нарушения трансмембранного переноса аминокислот встречаются крайне редко, различают первичные и вторичные мембранопатии. К первичным относятся фенилкетонурия, тирозинопатии, лейциноз и др.

В случае, когда выявляется недостаточное поступление незаменимых кислот, развивается гиперкатаболизм собственных белков, так как дефицит этих аминокислот будет лимитировать включение оставшихся в различные биосинтетические процессы. Такое состояние развивается в результате нарушений нейроэндокринной регуляции при патологии гипоталамуса, щитовидной и других желез. Многочисленные отклонения в параметрах гомеостаза, нарушения иммунологических функций организма, снижение резистентности к действию повреждающих факторов и общие клинические проявления повышенного катаболизма будут сопровождать данное состояние.

Вследствие генетических дефектов кодирования структуры белков могут возникать нарушения соотношения фаз белкового обмена. Появляющаяся патология зависит от функции белка: энзимопатии – нарушения обмена веществ; коагулопатии – патология гемостаза, изменения морфогенетических белков, расстройства гормональной регуляции, иммунодефицитные состояния и т. д.

Первичные и вторичные нарушения в биосинтезе белков сопровождаются нарушением количества как общего содержания, так и отдельных фракций. При этом изменения могут проявляться в виде гиперпротеинемий – характеризуется увеличением общего количества белка более 85 г/л. Чаще всего встречается при хронических инфекциях за счет увеличения гамма-глобулиновой фракции. Гиперпротеинемии бывают гиперсинтетические (истинные) и гемоконцентрационные (ложные).

При лимфопролиферативных заболеваниях, множественной миеломе, болезни Вальденстрема увеличивается содержание иммуноглобулинов с измененной структурой – парапротеинемии.

При гипопротеинемиях – уменьшается содержание белков в плазме крови ниже 65 г/л. Чаще всего в результате гипоальбуминемии, при снижении синтеза белка в печени, или в результате повышенных белковых потерь. Выделяют гипосинтетические (истинные) первичные и вторичные состояния и гемодилюционные (ложные). Диспротеинемии – сопровождаются изменением содержания различных белковых фракций при нормальном количестве общего белка. Например, патологические изменения касаются транспортных белков, факторов свертывания крови, дефицита компонентов системы комплемента и т. д. По локализации различают клеточные и внеклеточные диспротеинозы. К внеклеточным относят амилоидоз, гиалиноз, мукоидное, фибриноидное набухание. Амилоидоз – это патологическое состояние, связанное с накоплением аномальных белков и гликопротеинов в межклеточном пространстве, в стенках и вокруг сосудов. Проявления: альбуминурия, гипопротеинемия, артериальная гипотензия, азотемия, уремия. Гиалиноз – состояние, связанное с отложением в соединительной ткани органов и тканей неамилоидного белка, например в результате хронических воспалительных процессов.

Конечными продуктами белкового обмена являются мочевина, аммиак, мочевая кислота, индикан, креатинин. Остаточный азот состоит наполовину из азота мочевины, четверть – аминокислоты, оставшийся – различные азотистые продукты. Резидуальным азотом называют немочевинную часть. Увеличение остаточного азота в крови называется гиперазотемией. Печеночной азотемией называется недостаточное образование мочевины в печени. Почечная азотемия обусловлена нарушением выделительной функции почек и сопровождается ростом остаточного азота за счет мочевины. Избыточное содержание мочевой кислоты в крови – гиперурикемия.

Аминокислоты, появившиеся в результате протеолиза, используются в последующих метаболических реакциях. При декарбоксилировании образуются различные биогенные амины (адреналин, норадреналин, гистамин, серотонин, гаммааминомасляная кислота и др.), которые участвуют в различных общих и местных реакциях организма при воздействии различных факторов окружающей среды, в виде воспаления, изменений кровообращения, появления аллергических реакций, различных иммунологических состояний. Некоторые продукты декарбоксилирования, такие как бета-аланин, таурин используются для биосинтеза сложных соединений.

Изменения в декарбоксилировании аминокислот могут быть вследствие генетических дефектов, гиповитаминоза В-6 (требуется для синтеза кофермента декабоксилаз).

Окислительный катаболизм аминокислот сопровождается включением углеродных скелетов карбоновых кислот, появившихся в результате дезаминирования, в цикл трикарбоновых кислот, азот – в цикл мочевинообразования. Изменения интермедиарного обмена аминокислот зависят от патологии выделения самих аминокислот и особенностей появления конечных продуктов азотистого обмена. Нарушения гормональной регуляции, метаболизма различного уровня, заболевания печени, почек и других органов могут способствовать появлению и прогрессированию данных нарушений.

Патологические нарушения способствуют изменению содержания азотсодержащих компонентов в крови и моче. Для того чтобы изучить специфику и локализацию нарушений, требуется дифференцированная диагностика суммарного остаточного азота и различных компонентов (аминокислоты, креатинин, мочевая кислота и др.).

В результате повышенного катаболизма белков при патологии гипофиза, надпочечников, щитовидной, поджелудочной желез, голодании возникает увеличение содержания аминного азота и аминокислот в крови, развивается генерализованная гипераминоацидемия. Аналогичное состояние может появляться при поражении печени, когда нарушаются процессы трансаминирования, дезаминирования аминокислот и реакции глюконеогенеза.

Генетические заболевания нарушений обмена веществ могут приводить к изолированным изменениям содержания отдельных аминокислот и их метаболитов. Наследственная энзимопатия характеризуется недостаточностью метаболических реакций, способствующей дефициту определенной аминокислоты с последующими фенотипическими проявлениями данного состояния. Например, чаще всего страдает обмен фенилаланина и тирозина: при недостаточности гидроксилирования фенилаланина – фенилпировиноградная олигофрения.

Гипераминоацидурия может быть обусловлена не только общим, но и парциальным повышением содержания аминокислот в крови с одновременным увеличенным выделением аминокислот и их метаболитов с мочой. Обнаружение в моче аминокислот и их метаболитов является не только диагностическим критерием энзимопатии, но и может приводить к цистинурии с формированием камней в мочевыводящих путях и почках в результате низкой растворимости аминокислот.

При почечной недостаточности различного генеза нарушается экскреция конечных продуктов азотистого обмена, мочевины, креатинина. В крови выявляется повышение остаточного азота, мочевины. Тяжелым проявлением данной патологии является уремическая кома, требующая экстренного вмешательства больному в виде гемодиализа, в будущем решается вопрос о трансплантации почек.

Нарушение конечных этапов метаболизма пуриновых азотистых оснований и выделения мочевой кислоты приводят к патологии обмена нуклеопротеидов. Нарушения обмена нуклеиновых кислот связаны с патологией синтеза и разрушения пиримидиновых и пуриновых оснований. К пиримидиновым основаниям относят урацил, тимин, цитозин, метил- и оксиметилцитозин. К пуриновым – аденин, гуанин, метиладенин, метилгуанин. Финальным метаболитом пуриновых оснований является мочевая кислота, синтезирующаяся в гепатоцитах и энтероцитах при участии ксантиноксидазы, разрушается в кишечнике с образованием глиоксалевой кислоты и аммиака. К нарушениям метаболизма пиримидиновых оснований относят оротацидурию, гемолитическую анемию и аминоизобутиратурию. К основным расстройствам обмена пуриновых оснований относят подагру, гиперурикемию, синдром Леша – Найена, гипоурикемию.

Самое известное заболевание этой группы – подагра, при которой соли мочевой кислоты в виде кристаллических образований откладываются в суставах, хрящах, сухожилиях и других органах. Развивающееся воспаление с последующим разрастанием соединительной ткани окружает эти включения. Патологический процесс имеет хроническое рецидивирующее и прогрессирующее течение. Диагностическим симптомом подагры является гиперурикемия – повышение содержания мочевой кислоты в крови. Избыточное выделение мочевой кислоты с мочой способствует образованию уратных камней в мочевыводящих путях. Гиперурикемия может быть симптомом при таких заболеваниях, как атеросклероз, острые и хронические лейкозы, ожоговой болезни, острых пневмониях. Для облегчения состояния больных используют соли лития, которые трансформируют ураты в растворимую форму. Гипоурикемия – состояние, при котором выявляется в крови снижение концентрации мочевой кислоты. Этиология: недостаточность ксантиноксидазы и/или сульфитоксидазы. Клинические проявления: образование кристаллов в ткани почек, суставов, мышцах, мышечные судороги, в тяжелых случаях – нистагм.

Важную роль в жизнедеятельности организма играют витамины – органические вещества различной химической структуры, которые выполняют каталитическую коферментную функцию в метаболизме, при этом недостаток их в организме сопровождается появлением различных клинических симптомов. Гиповитаминоз – это клиническое состояние, сопровождающееся недостаточным поступлением в организм некоторых витаминов. Авитаминоз – отсутствие определенного витамина в организме. В случае недостатка в организме нескольких витаминов клиническое состояние называется полигиповитаминоз или полиавитаминоз.

Этиологическими факторами витаминной недостаточности являются:

1. Недостаток или полное отсутствие витаминов в пище – первичные экзогенные гиповитаминозы.

2. Нарушения процессов всасывания витаминов в кишечнике.

3. Физиологические и патологические состояния, сопровождающиеся повышенной потребностью организма в витаминах.

4. Нарушения метаболизма витаминов в организме вследствие ятрогенных причин, например при использовании лекарственных препаратов, обладающих антагонистическими к витаминам фармакологическими действиями.

Состояниям гиповитаминоза могут способствовать особенности питания, так при недостаточном белковом питании нарушается утилизация витаминов и усиливается их выведение из организма. Длительное и особенно бесконтрольное использование антибиотиков, угнетая микрофлору кишечника, нарушает всасывание витаминов. Несбалансированный прием витаминов, при котором увеличенное содержание отдельных витаминов способствует усиленному выделению других. Состояния, при которых возникает условный антагонизм витаминов.

Повышенный прием витаминов также чреват появлением патологических состояний – гипервитаминозом. Наиболее изучены следующие гипервитаминозы.

Гипервитаминоз А проявляется в виде поражения центральной нервной системы, кожи, суставов, печени, селезенки. Может иметь острую и хроническую формы.

Гипервитаминоз Д изменяет метаболизм кальция, способствует выведению его из костей (остеопения), вызывает гиперкальцемию. Последнее способствует кальцификации различных тканей и органов и усиленному выделению кальция с мочой.

Гипервитаминоз В-1 чаще выявляется в острой форме, способствует угнетению активности гистаминазы и холинэстеразы, поэтому проявляется в виде аллергических реакций.

Токсическое действие избыточного содержания витаминов изучено для В-12, В-6, РР, С.

Чаще в клинической практике встречается витаминная недостаточность с характерными симптомами, при этом в большинстве случаев наблюдаются полигиповитаминозы, обусловленные несбалансированным и нерациональным питанием с уменьшением растительного компонента в пищевом рационе. В настоящее время в зимне-весенний период большая часть населения страдает полигиповитаминозами. Рассмотрим некоторые состояния, хорошо изученные и наиболее часто встречающиеся.

Гиповитаминоз А сопровождается поражением кожи и слизистых оболочек в виде ороговения, сухости, шероховатости. Поражается орган зрения, возможно, помутнение роговицы, кератинизация конъюнктивы, ксерофтальмия, может изменяться световосприятие с развитием гемералопии («куриной слепоты»).

Гиповитаминоз Д вызывает рахит у детей, нарушается метаболизм кальция и фосфора, затормаживается минерализация костей, появляются изменения в мышечных тканях и других органах. У взрослых недостаток витамина Д способствует остеопорозу и остеомаляции, появлению патологических переломов костей.

Гиповитаминоз К сопровождается нарушением свертываемости крови, развитием геморрагического синдрома. В условиях дефицита витамина К в печени нарушается синтез коагуляционных факторов свёртывания крови, таких как протромбин, фибриноген и др.

Гиповитаминоз Е встречается редко, ведущим клиническим проявлением является склонность к гемолизу и развитие гемолитических анемий.

При дефиците витамина С поражаются кровеносные капилляры слизистых оболочек ротовой полости, нарушается микроциркуляция, увеличивается проницаемость сосудистых стенок слизистых и серозных оболочек кожи, мышц. Цинга – заболевание с гиповитаминозом С.

Недостаток витамина В-1 сопровождается изменениями нервной, сердечно-сосудистой и пищеварительной систем. Характеризуется истощением больных. Типичным проявлением гиповитаминоза В-1 является заболевание бери-бери.

При гиповитаминозе В-2 изменяется кожа лица в области носогубного треугольника и слизистые оболочки ротовой полости в виде заедов, глоссита, дерматита. В тяжелых случаях наблюдается поражение глаз (васкуляризация роговицы, кератиты).

При недостатке витамина В-6 развиваются себорейный дерматит, хейлоз, конъюнктивит, возможно поражение нервной системы (нарушение психики, депрессия, снижение умственной работоспособности), у детей возможно появление судорожных приступов, нарушение кроветворения.

Гиповитаминоз В-12 сопровождается появлением пернициозной анемии Аддисона – Бирмера с мегалобластным типом кроветворения, поражением нервной системы и диспепсическими расстройствами.

При недостатке витамина РР (пеллагра) поражается кожа (дерматиты), желудочно-кишечный тракт (диарея), нервная система (психические расстройства, депрессия, деменция).

Гиповитаминозы других витаминов и витаминоподобных веществ встречаются редко. Для коррекции гиповитаминозов нужно выяснить этиологию и патогенез его развития для того, чтобы определить эффективный путь восстановления баланса витаминов. Важна профилактика витаминной недостаточности в виде сбалансированного рационального полноценного питания.

Вопросы для самоконтроля

1. Функции белков в организме.

2. Особенности энергетического обмена человека.

3. Виды нарушения метаболизма белков обмена.

4. Заболевание Квашиоркор.

5. Что такое парапротеинемии?

6. Дайте характеристику гипопротеинемий.

7. Как проявляется патология обмена нуклеопротеидов?

8. Приведите примеры гиповитаминозов и гипервитаминозов.

Глава 2. Патофизиология обмена углеводов и липидов. Этиология и патогенез развития нарушений на различных этапах метаболизма жиров и углеводов. Ожирение. Сахарный диабет

Одним из важнейших компонентов пищи являются углеводы, в сутки человеку требуется 400–600 г углеводов.

Нарушения углеводного обмена могут встречаться на начальном этапе всасывания и переработки в желудочно-кишечном тракте. Это могут быть генетические дефекты ферментов, осуществляющие гидролиз полисахаридов, фосфорилирование и транспорт моносахаридов. С начала употребления углеводов в пище у детей появляется непереносимость соответствующих углеводов. Непереносимость лактозы развивается при питании молоком, сахарозы – при смешанном вскармливании. В результате патологических процессов пищеварительного тракта, таких как воспаление, опухоли, энзимопатий, развиваются приобретенные нарушения метаболизма углеводов, клинически проявляющиеся разнообразными диспепсическими нарушениями. При неблагоприятном течении у больных развивается прогрессирующее истощение, которое может закончиться гибелью больного. При наследственном генезе патологии исключаются из рациона неперевариваемые продукты с симптоматической коррекцией клинических проявлений.

В норме уровень глюкозы в крови составляет 3,3–5,5 ммоль/л. К основным нарушениям углеводного обмена относятся: гипогликемия, гипергликемия, гликогенозы, гексопентоземии, агликогенозы.

При различных состояниях наблюдается либо понижение уровня сахара в крови – гипогликемия, либо повышение – гипергликемия. Факторы, влияющие на развитие симптомов гипогликемии, – пол больного, скорость снижения глюкозы в крови, исходная концентрация глюкозы в крови. Гипогликемия сопровождается нейрогликемией (появление головных болей, утомляемости, спутанности сознания, судорог, комы) и активацией симпатоадреналовой системы (сердцебиение, возбуждение, потливость, чувство голода).

Гипогликемия бывает натощак:

– эндокринная (избыток инсулина, дефицит гормона роста, дефицит кортизола);

– печеночная (болезни гликогена, дефицит ферментов глюконеогенеза, острый некроз печени, сердечная недостаточность);

– субстратная (при беременности, новорожденных с кетозом, вследствие уремии, недостаточности питания);

– другие причины (аутоиммунная инсулиновая гипогликемия).

Гипогликемия алиментарная:

– идиопатическая спонтанная гипогликемия;

– в результате операций на пищеварительном тракте;

– сахарный диабет II типа.

Индуцированная гипогликемия:

– инсулиновая гипогликемия;

– ятрогенная гипогликемия (воздействие препаратов сульфанилмочевины);

– гипогликемия в результате воздействия алкоголя;

– в результате наследственного дефекта толерантности к фруктозе.

Основными этиологическими факторами гипогликемии являются голодание, недостаточное поступление углеводов извне, длительные перерывы в приеме пищи, активная утилизация глюкозы при интенсивной физической нагрузке, при поражении почек, печени. Гликоген печени является основным углеводным компонентом, обеспечивающим уровень сахара в крови. Образование в гепатоцитах гликогена происходит в результате его синтеза из глюкозы пищи, а расщепление до глюкозы с выделением в кровь в результате гидролитических и фосфоролитических реакций.

Клинические проявления гипогликемии:

1. Гипогликемическая реакция – острое кратковременное снижение глюкозы в крови до 4,0–3,6 ммоль/л.

2. Гипогликемический синдром – стойкое снижение уровня глюкозы до 3,3–2,5 ммоль/л. Клинические симптомы: адренергические – чувство голода, мышечная дрожь, потливость, страх смерти, тахиаритмия, нейрогенные – головная боль, головокружение, спутанность сознания, психическая заторможенность, нарушение зрения.

3. Гипогликемическая кома – снижение содержания глюкозы до 2,5–1,5 ммоль/л.

Наследственные заболевания, связанные с нарушением ана- и катаболизма гликогена, вследствие генетических дефектов называются гликогенозами. Выделяют девять основных типов гликогенозов: болезнь Гирке (1) – дефект глюкозы-6-фосфатазы, болезнь Помпе (2) – дефект альфа-1,4-глюкозидазы, болезнь Кори (3) – дефект амило-1,6-глюкозидазы, болезнь Андерсена (4) – дефект D-1,4-глюкано-альфа-глюкозиотрансферазы, болезнь МакАрдля (5) – дефект гликогенфосфорилазы миоцитов, болезнь Гирса (6) – дефект гликогенфосфорилазы гепатоцитов, болезнь Томпсона (7) – дефект фосфоглюкомутазы, болезнь Таруи (8) – дефект фосфофруктомутазы, болезнь Хага (9) – дефект киназы фосфорилазы гепатоцитов.

Бывают печеночные, мышечные, отдельных органов, генерализованные заболевания, при этом основным симптомом является гипогликемия. В результате избыточного накопления гликогена в клетках паренхиматозных органов развиваются дистрофические изменения с появлением соответствующей клинической симптоматики.

Процесс глюконеогенеза, при котором происходит синтез глюкозы из неуглеводных источников, может компенсировать потребности организма в дополнительных углеводах. Нарушение глюконеогенеза способствует появлению гипогликемии. Причиной внезапной смерти детей в ночное время может быть наследственная недостаточность ферментов этого цикла. Этанол блокирует ферменты данного цикла, в результате у людей в состоянии алкогольного опьянения снижается устойчивость к переохлаждению, так как исчезают легкоусвояемые углеводы.

Нарушение процессов взаимодействия между инсулином и контринсулярными гормонами также приводит к гипогликемии. Повышенное влияние инсулина способствует проникновению глюкозы в клетки с вовлечением ее в различные метаболические процессы. Такое происходит при передозировке инсулина, инсуломах, опухолях, инсулинпродуцирующих, при недостаточности контринсулярных гормонов, глюкокортикоидов.

Особенности клинических проявлений, возникающие при снижении глюкозы в крови ниже 2,8 ммоль/л, состоят из компенсаторной активации симпатической нервной системы и наличия признаков энергетического голодания центральной нервной системы. Основными симптомами являются утомляемость, слабость, беспокойство, потливость, дрожь, усугубление мозговых проявлений. Развивается метаболическая гипоксия головного мозга, последовательность развития мозговых симптомов зависит от выраженности кислородного голодания различных отделов центральной нервной системы. Прогрессирует сонливость, спутанность сознания, судорожные сокращения различных мышц. Самое тяжелое проявление гипогликемии – гипогликемическая кома, с потерей сознания, отсутствием рефлексов, торможением ЦНС. Исчезновение роговичного рефлекса свидетельствует о необратимых изменениях в головном мозге. Первоочередными лечебными мероприятиями при гипогликемической коме являются внутривенное введение глюкозы, подкожное – раствора адреналина.

Гексоземии – патологические состояния, обусловленные увеличением в крови гексоз выше 6,4 ммоль/л. Клинически значимыми состояниями считаются галактоземия (наследственная патология, у новорожденных детей), фруктоземия (непереносимость фруктозы приводит к недостаточности функций печени и почек, фруктозурии).

Гипергликемией называется клиническое состояние с увеличением уровня глюкозы в крови выше 6,0 ммоль/л натощак. Гипергликемия сопровождается снижением утилизации глюкозы клетками организма. Кратковременное повышение уровня глюкозы в крови явление физиологическое, вероятно, обусловленное алиментарными причинами или преобладанием процессов возбуждения, эмоциональным напряжением.

К гипергликемии приводят эндокринные заболевания, неврологические и психогенные нарушения, переедание, заболевания печени. В первом случае к гипергликемизирующим факторам относят избыток глюкогона, глюкокортикоидов, катехоламинов, тиреоидных гормонов, соматотропного гормона, недостаток инсулина. При неврологических и психогенных расстройствах активируются симпатико- адреналовая, гипоталамогипофизарно-надпочечниковая и тиреоидная системы с избытком контринсулярных гормонов, приводящих к гипергликемии. Избыточное потребление легко усваивающихся углеводов с пищей в кишечнике стимулирует гликогенолиз в гепатоцитах, вызывая гипергликемию. При патологии гепатоцитов не происходит трансформации глюкозы в гликоген, что также провоцирует гипергликемию.

Стойкая гипергликемия обусловлена нарушением баланса гормональной регуляции с преобладанием контринсулярных гормонов и инсулиновой недостаточности. Повышенное содержание глюкокортикоидов стимулирует глюконеогенез и гликогенолиз в печени, увеличивая уровень глюкозы в крови. Дополнительно активируется протеолиз и ингибируется анаболизм белков. Аналогичный эффект наблюдается при повышенной выработке гипофизом кортикотропина. Усиленное выделение в кровь глюкагона, адреналина повышает фосфоролитический и гликогенолитический распад гликогена в печени и мышцах. Другие гормоны, такие как соматотропный гормон, тиреоидные и половые, воздействуя на углеводный обмен, подавляя инсулиновую активность, вызывают гипергликемию.

Клинически выделяют гипергликемический синдром и гипергликемическую кому. Гипергликемический синдром характеризуется повышением глюкозы в крови до 10,5–11,5 ммоль/л, сопровождается глюкозурией, полиурией, полидипсией, дегидратацией организма, артериальной гипотензией. Гипергликемическая кома – тяжелое состояние, обусловленное повышением глюкозы в крови до 22,0–28,0 ммоль/л с потерей сознания и тяжелыми расстройствами всех систем жизнедеятельности.

Стойкая гипергликемия свидетельствует о значительных нарушениях углеводного обмена и свидетельствует о развитии сахарного диабета. Основными повреждающими факторами при гипергликемии являются повышение осмотического давления плазмы крови, глюкозурия, сопутствующее нарушение обмена веществ в виде макро- и микроангиопатий, гликолизирование гемоглобина и т. д.

Сахарный диабет – хроническое заболевание, обусловленное абсолютной или относительной инсулиновой недостаточностью и сопровождающееся комплексным нарушением всех видов обмена веществ. Основные этиологические факторы: дефицит инсулина (в результате наличия генетических дефектов, воздействия иммунных факторов, вирусов, эндогенных токсичных веществ, воспалительных процессов в поджелудочной железе), недостаточность эффектов инсулина (обусловлено нейро- и психогенными, контринсулярными факторами, в результате блокировки рецепторов инсулина, или вследствие нарушения реализации эффектов инсулина в клетках-мишенях). Факторы риска развития сахарного диабета: ожирение, стойкая и значительная гиперлипидемия, артериальная гипертония, наследственная или врожденная предрасположенность, женский пол, длительный стресс. Наличие нескольких факторов риска значительно увеличивает вероятность появления сахарного диабета.

Сахарный диабет бывает двух типов. Тип 1 – инсулинозависимый сахарный диабет, чаще всего обусловленный наличием генетических дефектов, связанных с HLA-комплексом (HLA-DR3, HLA-DR4, HLA-DQ). Чаще всего появление сахарного диабета обусловлено повреждением инсулярного аппарата вследствие аутоиммунных реакций от воздействий факторов внешней среды. Поражает чаще лиц молодого возраста, течение заболевания нестабильное, возможны кетоацидоз и кетоацидотическая кома, через 5–10 лет от начала заболевания развивается микроангиопатия, основной вид лечения – инсулинотерапия.

Тип 2 – и нсулинорезистентный сахарный диабет. В этиологии – наследственная предрасположенность, не связанная с HLA-генами. Содержание инсулина нормальное или чуть-чуть сниженное, при этом снижается чувствительность клеточных рецепторов к гормону, в результате их абсолютного уменьшения, разрушения антителами, повышения зависимости бета-клеток от стимуляторов продукции инсулина. Дефицит инсулина относительный. В типичной картине заболевания – ожирение и избыточное питание углеводами, поэтому чаще страдают лица пожилого возраста, течение относительно стабильное, редко развивается кетоацидоз (чаще на фоне стресса), через 2–5 лет после начала заболевания развиваются микро- и макроангиопатии, основной вид лечения – диетотерапия, сахароснижающие и повышающие чувствительность рецепторов к инсулину препараты, редко инсулин.

Основные звенья патогенеза инсулиновой недостаточности характеризуются повреждающим воздействием патогенных факторов на бета-клетки поджелудочной железы с подавлением биохимических процессов (биосинтеза проинсулина, транспорта проинсулина к аппарату Гольджи, расщепления проинсулина до инсулина, везикуляции инсулина, девезикуляции и выделения инсулина в кровь). Если развивается иммуноагрессивный вариант сахарного диабета, то на чужеродный антиген, сходный с антигеном бета-клеток поджелудочной железы, начинают формироваться антитела и цитотоксические лимфоциты, которые вызывают разрушение β-клеток с абсолютной инсулиновой недостаточностью.

Патогенез нарушений обмена веществ при сахарном диабете обусловлен диссимиляторным влиянием контринсулярных гормонов. В обмене углеводов – стойкая гипергликемия натощак, снижение поступления глюкозы в клетки, ее ассимиляции во внутриклеточных процессах, активируется глюконеогенез, который еще больше способствует гипергликемии, глюкозурии.

При недостатке инсулина увеличивается протеолиз, в крови возрастает содержание свободных аминокислот, гипераминоацидурия и отрицательный азотистый баланс. В жировом обмене усиливается липолиз, в крови увеличивается содержание неэстерефицированных жирных кислот, хиломикрон, липопротеидов очень низкой плотности. Активируется кетогенез, гиперкетонемия, кетонурия, метаболический ацидоз. Утилизация ацетил-КоА блокируется, доминирует кетогенез.

Клинические проявления сахарного диабета обусловлены нарушениями всех видов обмена веществ: углеводного (гипергликемия, гиперлактатемия, глюкозурия), белкового (гиперазотемия, повышение содержания остаточного азота в крови, азотурия), жирового (гиперлипидемия, кетонурия, кетонемия, ацидоз), водно-солевого (полиурия, полидипсия).

Биохимические симптомы сахарного диабета с положительными диагностическими тестами и клиническими признаками (полиурия, полидипсия) позволяют верифицировать диагноз сахарного диабета. Осложнения сахарного диабета бывают острые (диабетический кетоацидоз, ацидотическая кома, гипогликемическая кома, гиперосмолярная кома), хронические (ангиопатии, неврологические нарушения, энцефалопатии, ретинопатии, нефропатии).

Течение сахарного диабета может осложниться диабетической, гиперкетонемической и гиперосмолярной комами. При диабетической коме выражен метаболический ацидоз, при остальных комах – гиперосмолярность и дегидратация клеток. В патогенезе гиперосмолярной комы ведущая роль принадлежит глюкозурии и дегидратации, повышается концентрация электролитов в крови и интерстиции. Клиническая картина обусловлена гиповолемией, дегидратацией нейронов, тромбозами и тромбоэмболическими осложнениями обоих кругов кровообращения. Летальность при гиперосмолярной коме высокая, более 50 %. При кетоацидотической коме в механизмах возникновения играют кетоацидоз, кетонурия, гипонатриемия, гипокалиемия, дегидратация, активация процессов тканевого распада.

У больных сахарным диабетом снижены неспецифическая и иммунная резистентность, что проявляется развитием инфекционно-воспалительного синдрома: обострение инфекционных заболеваний, фурункулез. Неблагоприятными осложнениями сахарного диабета являются хронические ангиопатические и неврологические осложнения (периферическая, вегетативная невропатия, радикулопатия, мононевропатия). Гипергликемия вызывает избыточное гликолизирование белков нервной ткани, активирует альдозоредуктазу нейронов, снижает активность протеинкиназы С. Все это способствует образованию антител к модифицированным белкам с последующей иммунологической реакцией. Увеличивается биосинтез сорбитола в клетках нейроглии и нейронах с истощением запаса НАДФН и торможением образования NO. Выраженные биохимические изменения способствуют нарушению кровоснабжения в нервах, вызывая хроническую ишемию и гипоксию, прогрессирование неврологических нарушений. Наиболее часто поражаются микрососуды почек, сетчатки глаза, конечностей. Повреждение сосудов нервных стволов сопровождается клиникой полиневрита с нарушением чувствительности по типу «носков», «перчаток». Иногда полиневрит сопровождается выраженным болевым синдромом, в тяжелых случаях – нарушение двигательной активности с мышечной слабостью.

При сахарном диабете может развиться NO-опосредованный механизм ишемии тканей. Гипергликемия вызывает активацию альдозоредуктазы, в клетках интенсифицируется биосинтез из глюкозы сорбита, истощаются запасы НАДФН в клетках, одновременно снижается активность протеинкиназы С. Все это приводит к торможению образования NO в клетках, уменьшается вазодилатация, появляется ишемия.

Терапия сахарного диабета направлена на компенсацию клинического состояния с нормализацией содержания глюкозы в крови и достигается назначением диеты, лечебной физкультуры, инсулинотерапией и сахароснижающими таблетированными препаратами. Коррекция водного и электролитного обменов, острых и хронических осложнений составляет патогенетический принцип терапии заболевания. Симптоматическое лечение направлено на устранение симптомов, ухудшающих течение сахарного диабета.

Вторичные формы сахарного диабета характеризуются наличием основного заболевания, вызывающего повреждение поджелудочной железы (острые и хронические воспалительные заболевания поджелудочной железы, семейный полиэндокринный аденоматоз, токсическое воздействие физических и химических агентов на поджелудочную железу).

Липиды представляют собой комплекс сложных эфиров и жирных кислот, растворимы в органических веществах. Потребность человека в жирах в сутки 80–100 г. Особенности метаболизма липидов определяются химическим строением, особыми физико-химическими и биологическими свойствами. Основные функции липидов: структурная (в составе мембран), регуляторная (влияет на проницаемость мембран, их текучесть, активность рецепторов и липидозависимых ферментов), энергообеспечивающая (источник энергии поперечнополосатой мускулатуры, печени, почек, нервной ткани).

В желудочно-кишечном тракте эмульгируются липиды для эффективного расщепления, а всасывание полу ченных продуктов происходит с участием поверхностно-активных желчных кислот. Следовательно, наиболее частыми этиологическими факторами нарушения липидов является патология желчеобразовательной и желчевыделительной функций печени. Стеаторея – жировой стул, проявление нарушений липидного обмена. Хроническая стеаторея приведет к истощению больных, развитию недостаточности полиненасыщенных жирных кислот и жирорастворимых витаминов. При этом поражается кожа и эпителиальные ткани, репродуктивная функция, развиваются гиповитаминозы.

В организме липиды транспортируются в виде липопротеидов. Синтез липопротеидов происходит в печени, в кишечнике, где образуются хиломикроны. Нарушения синтеза, метаболизма липидов изменяют состав и содержание липопротеидов в крови – дислипопротеидемии. Выделяют гиперлипопротеидемии – состояния, сопровождающиеся общим увеличением содержания липопротеидов в крови или отдельных их фракций. Гипо- или алипопротеидемии характеризуются уменьшением либо отдельных фракций, либо общего содержания липопротеидов в крови. Наибольший интерес связан с гиперлипопротеидемиями, которые бывают первичными – наследственно обусловленными и вторичными – развиваются на фоне заболеваний и патологических состояний.

Основные виды липопротеинов

1. Хиломикроны (ХМ) – размер частиц 75–1200нм, состав: триглицериды (80–95 %), холестерин (3–7 %), фосфолипиды (3–6 %), белок (1–2 %), образуются в тонком кишечнике, поступают с пищей, неатерогенны.

2. Липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП) – размер частиц 40–70нм, состав: триглицериды (50–65 %), холестерин (20–30 %), фосфолипиды (15–20 %), белок (6–10 %), образуются в печени, тонком кишечнике, атерогенность не доказана.

3. Липопротеиды промежуточной плотности (ЛППП) – размер частиц 5–35нм, состав: холестерин (30–50 %), триглицериды (30–40 %), фосфолипиды (20–25 %), белок (10–15 %), образуются из ЛПОНП, атерогенны.

4. Липопротеиды низкой плотности (ЛПНП) – размер частиц 22–28нм, состав: холестерин (51–58 %), фосфолипиды (18–24 %), белок (18–22 %), триглицериды (4–10 %), образуются из ЛПОНП, обладают высокой атерогенностью.

5. Липопротеиды высокой плотности (ЛПВП) – размер частиц 5–12нм, состав: белок (45–55 %), фосфолипиды (24–32 %), холестерин (18–25 %), триглицериды (3–7 %), образуются в печени, тонком кишечнике, антиатерогенны.

Следовательно, к атерогенным липопротеинам относят ЛПОНП, ЛППП, ЛПНП, к антиатерогенным – только ЛПВП. Антиатерогенный эффект ЛПВП обусловлен их способностью выводить холестерин из интимы сосудов, повышенным сродством с апоЛП Е- и апоЛП В-рецепторами, что нарушает захват частиц с холестерином. Оценить атерогенность ЛП можно определяя холестериновый коэффициент атерогенности: общий холестерин – ЛПВП холестерин / ЛПВП холестерин, в норме – 3,0 и ниже.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.