Pertukaran karbohidrat

Pertukaran lemak

Metabolisme lemak - satu set proses transformasi lemak dalam tubuh. Lemak - bahan energi dan plastik, mereka adalah bagian dari membran dan sitoplasma sel. Sebagian lemak menumpuk dalam bentuk cadangan dalam jaringan lemak subkutan, omentum besar dan kecil, dan sekitar beberapa organ internal (ginjal) - 30% dari total massa tubuh. Sebagian besar lemak adalah lemak netral, yang terlibat dalam metabolisme lemak. Kebutuhan harian akan lemak - 70-100 g

Beberapa asam lemak sangat diperlukan bagi tubuh dan harus berasal dari makanan - ini adalah asam lemak tak jenuh ganda: linolenat, linolenat, arachidonic, gamma-aminobutyric (makanan laut, produk susu). Asam gamma-aminobutyric adalah zat penghambat utama dalam sistem saraf pusat. Berkat itu, ada perubahan teratur fase tidur dan terjaga, kerja yang benar dari neuron. Lemak dibagi menjadi hewan dan nabati (minyak), yang sangat penting untuk metabolisme lemak normal.

Tahapan metabolisme lemak:

1. pemecahan enzimatik lemak dalam saluran pencernaan menjadi gliserin dan asam lemak;

2. pembentukan lipoprotein di mukosa usus;

3. transportasi lipoprotein darah;

4. hidrolisis senyawa-senyawa ini pada permukaan membran sel;

5. penyerapan gliserol dan asam lemak ke dalam sel;

6. sintesis lipid sendiri dari lemak;

7. oksidasi lemak dengan melepaskan energi, CO2 dan air.

Dengan asupan lemak berlebih dari makanan, ia masuk ke glikogen di hati atau disimpan di cadangan. Dengan makanan yang kaya lemak, seseorang menerima zat seperti lemak - fosfatides dan stearin. Fosfatid dibutuhkan untuk membangun membran sel, inti dan sitoplasma. Mereka kaya akan jaringan saraf.

Perwakilan utama stearin adalah kolesterol. Normanya dalam plasma adalah 3,11 - 6,47 mmol / l. Kolesterol kaya akan kuning telur ayam, mentega, hati. Hal ini diperlukan untuk fungsi normal sistem saraf, sistem reproduksi, dari mana selaput sel dan hormon seks dibangun. Dalam patologi, ini mengarah pada aterosklerosis.

Metabolisme karbohidrat - seperangkat transformasi karbohidrat dalam tubuh. Karbohidrat - sumber energi dalam tubuh untuk penggunaan langsung (glukosa) atau pembentukan depot (glikogen). Kebutuhan harian - 400-500 gr.

Tahapan metabolisme karbohidrat:

1. pemecahan enzimatis karbohidrat makanan menjadi monosakarida;

2. penyerapan monosakarida di usus kecil;

3. pengendapan glukosa dalam hati dalam bentuk glikogen atau penggunaan langsungnya;

4. pemecahan glikogen di hati dan aliran glukosa ke dalam darah;

5. oksidasi glukosa dengan melepaskan CO2 dan air.

Karbohidrat diserap dalam saluran pencernaan dalam bentuk glukosa, fruktosa dan galaktosa. Mereka memasukkan vena putar ke dalam hati, di mana mereka dikonversi menjadi glukosa, yang terakumulasi dalam bentuk glikogen. Proses glukosa menjadi glikogen di hati - glikogenesis.

Glukosa adalah komponen darah yang konstan dan normalnya 4,44-6,67 mmol / l (80 - 120 mg /%). Peningkatan glukosa darah - hiperglikemia, penurunan - hipoglikemia. Penurunan kadar glukosa menjadi 3,89 mmol / l (70 mg /%) menyebabkan rasa lapar, hingga 3,22 mmol / l (40 mg /%) - terjadi kejang, delirium, dan kehilangan kesadaran (koma). Proses pemecahan glikogen dalam hati menjadi glukosa adalah glikogenolisis. Proses biosintesis karbohidrat dari produk peluruhan lemak dan protein adalah glikoneogenesis. Proses pemisahan karbohidrat tanpa oksigen dengan akumulasi energi dan pembentukan asam laktat dan piruvat - glikolisis. Ketika glukosa meningkat dalam makanan, hati mengubahnya menjadi lemak, yang kemudian digunakan.

Nutrisi - proses penerimaan, pencernaan, penyerapan, dan asimilasi nutrisi yang kompleks oleh tubuh. Rasio optimal protein, lemak dan karbohidrat untuk orang sehat: 1: 1: 4.

194.48.155.245 © studopedia.ru bukan penulis materi yang diposting. Tetapi memberikan kemungkinan penggunaan gratis. Apakah ada pelanggaran hak cipta? Kirimkan kepada kami | Umpan balik.

Nonaktifkan adBlock!
dan menyegarkan halaman (F5)
sangat diperlukan

Tahapan metabolisme karbohidrat;

1. panggung. Pembelahan polisakarida dan penyerapannya ke dalam darah, karbohidrat masuk ke dalam tubuh dengan makanan dan terbelah dalam duodenum dan di usus kecil bagian atas menjadi monosakarida. Untuk perincian tentang pelanggaran pencernaan dan penyerapan karbohidrat, lihat buku teks hal. 272-273.

2. panggung. Endapan Karbohidrat: Karbohidrat disimpan dalam bentuk glikogen di hati dan otot, dan dalam bentuk trigliserol dalam jaringan adiposa - sekitar 90% dari monosakarida yang tersedot memasuki aliran darah dan kemudian ke dalam hati, di mana mereka berubah menjadi glikogen (dengan demikian memastikan proses glikogenesis), sekitar 15 % karbohidrat melalui sistem limfatik dengan getah bening saat ini menyebar ke semua jaringan tubuh.

Pelanggaran terhadap pengendapan karbohidrat adalah:

· Masuk pengurangan setoran glukosa dalam bentuk glikogen - a) dikaitkan dengan ↓ sintesis glikogen pada penyakit hati (hepatitis, keracunan fosfor, CCl4, hipoksia, B 'dan C hipoavitaminosis, gangguan endokrin - diabetes, penyakit Addison, tirotoksikosis, ↓ nada, ps), ketika hepatosit tidak dapat mensintesis glikogen; b) pada penyakit herediter - aglikogenosis dan glikogenosis 0, ditandai dengan defek pada enzim glikogen sintetase, yang diturunkan secara resesif autosom; c) karena peningkatan pemecahan glikogen (glikogenolisis) dalam kondisi eksitasi SSP, demam, stres.

· dalam peningkatan setoran - ini termasuk varian dari deposisi patologis glikogen, sebagai akibat dari defisiensi herediter enzim metabolisme glikogen (12 jenis glikogenosis diketahui, lihat buku teks hal. 274-275)

Salah satu manifestasi terpenting dari pelanggaran pengendapan karbohidrat adalah hipoglikemia.

3. panggung. Metabolisme antara karbohidrat mencakup semua transformasi karbohidrat dari saat mereka memasuki sel sampai pembentukan produk akhir CO.2 dan H.2Tentang:

- glikolisis - oksidasi glukosa anaerob menjadi piruvat dan laktat;

- dekomposisi aerob dari glu - dekarboksilasi piruvat menjadi ac-Co A (piruvat dikonversi menggunakan kompleks enzim kompleks - sistem dehidrogenase piruvat, di mana vitamin B adalah koenzim);

- TsTK- juga membutuhkan koenzim - vitamin B ′ untuk enzim tertentu dari jalur metabolisme ini;

- pentose phosphate cycle atau shunt memasok NADPH2, diperlukan untuk sintesis asam lemak, kolesterol dan hormon steroid, dan ribosa-5-fosfat, yang dapat digunakan dalam biosintesis RNA dan DNA.

Gangguan metabolisme antara terdiri dari pengalihan jalur metabolisme aerob glukosa ke dekomposisi anaerob, yang diamati ketika:

· Patologi sistem pernapasan dan sistem kardiovaskular

· Hypoavitaminosis B 'dan C

Konsekuensi dari pelanggaran 3 tahapan metabolisme karbohidrat meliputi: a) asidosis metabolik, karena akumulasi laktat dan piruvat; b) ↓ ats-Co A, dan karena itu ↓ pembentukan ATP, NADF · H2 dan ↓ sintesis asetilkolin; c) ↓ aktivitas siklus pentosa fosfat, yang mengarah ke ↓ sintesis kolesterol, FA, NA, hormon.

4. panggung. Isolasi oleh glukosa dan reabsorpsi - pelanggaran tahap ini terdiri dari:

· mengurangi penyaringan glu dalam kasus gagal ginjal atau dalam ↓ suplai darah ginjal, ketika glukosa tidak ada dalam urin bahkan dengan glikemia melebihi ambang batas ginjal (8,8-9,9 mmol / l), karena dalam kondisi ini lebih sedikit glukosa disaring dan semuanya memiliki waktu untuk menyerap kembali ke proksimal tubulus ginjal;

· dalam meningkatkan penyaringan glu, apa yang diamati pada glukosuria ginjal;

· Masuk mengurangi reabsorpsi lem dalam kasus nefropati, ketika glukosa dapat muncul dalam urin bahkan dalam kondisi normoglikemia, karena fakta-fakta ini, tidak mungkin untuk membuat diagnosis diabetes hanya dengan tingkat glukosa dalam urin.

Pengaturan metabolisme karbohidrat.

Kadar glukosa darah adalah faktor terpenting dalam homeostasis organisme secara keseluruhan dan kriteria kecukupan regulasi metabolisme karbohidrat. Kadar glukosa darah normal dijaga oleh sistem saraf pusat, usus, hati, ginjal, pankreas, kelenjar adrenal, jaringan adiposa dan organ lainnya.

Jika metabolisme karbohidrat terganggu, hiperglikemia (konsentrasi glu> 5,5 mmol / l) dan hipoglikemia (konsentrasi glu 2 + retikulum endoplasma) dapat terjadi.

Efek metabolik dari kompleks insulin mencakup 8 efek pada metabolisme karbohidrat, lipid, protein, NK (untuk mengenal mereka - buku teks pada hal. 278-279).

Efek insulin: 1) benar-benar permeabilitas membran sel pada otot dan jaringan adiposa untuk glu, ion natrium, kalium, AK, untuk tubuh keton dalam otot;

2) peningkatan glikogenesis di hati melalui aktivasi glikogen sintetase;

3) mengaktifkan enzim hexokinase, yang memfosforilasi glu;

4) mengurangi glikogenolisis, menghambat aktivitas fosfatase dan fosforilase;

5) mengurangi aktivitas enzim glukoneogenesis;

6) mengaktifkan sintesis protein;

7) meningkatkan sintesis trigliserida dari karbohidrat;

8) mempercepat penggunaan gangguan dalam TCA dan PFS.

Dengan demikian, insulin adalah hormon anabolik, memberikan efek anti-katabolik dalam metabolisme.

test_control_2001_with_responses

1. Hepatitis virus akut "A".

2. Hepatitis virus akut "B".

3 Kerusakan hati alkoholik.

4. Ikterus obstruktif.

5. Ikterus hemolitik.

Bagian bilirubin tak terkonjugasi dalam total bilirubin lebih dari 90%

1. Penyakit Gilbert

2. Hepatitis kronis persisten

3. Puting Pemakan Kanker.

4. Ikterus obstruksi.

5. Hepatitis virus akut.

Pada pasien dengan penyakit kuning, terjadi peningkatan aktivitas serum

5`-nucleotidase> GGTP> ALP> ALT> AST adalah yang paling khas

1. Hepatitis virus akut "A".

2. Hepatitis virus akut "B".

3. Kerusakan hati alkoholik.

4 Ikterus obstruktif.

5. Ikterus hemolitik.

Tes informatif sindrom sitolitik adalah

peningkatan aktivitas serum

4. GGTP, sorbitol dehydrogenase.

5 Semua hal di atas.

Indikator informatif dari penurunan kemampuan sintetis hati adalah

1. Peningkatan albumin.

2. Aktivitas transaminase berkurang.

3 Prothrombin menurun.

4. Peningkatan fibrinogen.

5. Semua hal di atas.

Sitokrom P-450 menyediakan hepatosit

1. Sintesis glikogen.

2 Detoksifikasi xenobiotik.

3. Sintesis asam lemak.

4. Sintesis asam empedu.

5. Semua hal di atas benar.

Peningkatan serum adalah karakteristik dari efek toksik alkohol pada hati.

2. Produk degradasi fibrin.

3 Kegiatan GGTP.

4. Aktivitas kolinesterase.

5. Kegiatan asam fosfatase.

Aktivitas AsAT tertinggi dalam hepatosit terdeteksi pada:

3. Peralatan Golgi.

5. Membran plasma.

Dengan kekalahan hepatosit, peningkatan relatif terbesar dalam serum

Peningkatan aktivitas serum sorbitol dehydrogenase adalah karakteristik

1. Penyakit jantung.

2 Penyakit hati.

3. Penyakit otot rangka.

4. Kerusakan ginjal.

5. Penyakit pankreas.

Klasifikasi internasional membagi fermenites menjadi enam kelas.

menurut mereka

1. Massa molekul.

2. Spesifisitas substrat.

3. Efektivitas katalisis.

4 Jenis reaksi yang dikatalisis.

5. Afiliasi organ.

Aktivitas asam fosfatase lebih tinggi dalam serum daripada dalam plasma

1. Enzim dilepaskan dari trombosit ketika gumpalan terbentuk..

2. Dalam plasma, enzim diserap fibrinogen.

3. Hilangnya polimerisasi enzim terjadi dalam plasma.

4. Dalam serum, enzim diaktifkan.

5. Inhibitor enzim hadir dalam plasma.

Seorang pasien dengan nyeri akut di dada atau di perut

peningkatan relatif dalam aktivitas serum QA> AST> ALT >>

GGTP> amilase. Diagnosis yang paling mungkin

1. Pankreatitis akut.

2. Hepatitis virus akut.

3. Kolik ginjal.

4 Infark miokard.

5. Radang selaput dada akut.

Seorang pasien dengan nyeri akut di dada atau di perut

peningkatan relatif aktivitas serum lipase> amilase >>

ALT> AST >> KK. Diagnosis yang paling mungkin

1. Pankreatitis akut.

2. Hepatitis virus akut.

3. Kolik ginjal.

4. Infark miokard.

5. Radang selaput dada akut.

Seorang pasien dengan nyeri akut di dada atau di perut

peningkatan aktivitas ALT serum> GGTP>

AST> amilase >> KK. Ini khas untuk

1. Pankreatitis akut.

2. Kolik ginjal.

3 Patologi hepatoseluler.

4. Infark miokard.

5. Emboli paru.

Sebagian besar indikasi peningkatan resorpsi tulang

adalah peningkatan aktivitas serum

1. Alkaline phosphatase.

4. Asam fosfatase yang tahan asam.

Pada kanker prostat, sebagian besar meningkat.

3. Alkaline phosphatase.

4 Tartrate-Acid Phosphatase.

Untuk diagnosis penyakit kuning obstruktif, disarankan untuk menentukan

aktivitas serum

2. isoenzim LDH.

5. Creatine kinase isoenzymes.

Enzim yang disekresikan ke dalam darah adalah

2. Alkaline phosphatase.

Penanda kolestasis adalah

2. LDH dan isoenzim kreatin kinase.

3. Histidase, urokinase.

4 5`-nucleotidase, GGTP, alkaline phosphatase.

5. Semua enzim di atas.

Hemolisis sel darah merah meningkatkan aktivitas

Mediator intraseluler dari aksi hormon bisa

5 Semua hal di atas benar..

Hormon bisa jadi

5 Salah satu zat yang terdaftar.

1. Menurunkan kadar kalsium darah.

2. Meningkatkan kadar kalsium darah.

3. Meningkatkan kadar fosfor serum.

4. Tidak memengaruhi kadar kalsium dan fosfor dalam serum.

5. Mengganggu ekskresi kalsium dan fosfor dengan urin.

Tingkat aldosteron dalam serum darah dipengaruhi

1. Posisi tubuh.

2. Kandungan natrium dalam makanan.

3. Renin level plasma.

4. Kandungan kalium dalam plasma.

5 Semua hal di atas.

Tingkat serum aldosteron meningkat dengan

1. Sindrom Conn.

2. Penyakit jantung hipertensi (bentuk ganas).

3. Hiperplasia korteks adrenal.

4. Semua penyakit ini.

5 Tidak ada penyakit yang terdaftar.

Gangguan deposisi karbohidrat

Biasanya, karbohidrat disimpan dalam bentuk glikogen. Molekul glikogen dapat mengandung hingga satu juta monosakarida. Dalam hal ini, kristalisasi glikogen terjadi, seolah-olah, dan tidak memiliki efek osmotik. Formulir ini cocok untuk penyimpanan di kandang. Jika sejumlah molekul glukosa seperti itu larut, maka sel akan pecah karena kekuatan osmotik. Glikogen adalah bentuk glukosa yang tersimpan. Ini terkandung di hampir semua jaringan. Terutama banyak di hati dan otot, di sel-sel sistem saraf jumlah glikogen minimal. Glikogen otot digunakan sebagai sumber energi selama aktivitas fisik yang intens. Glikogenolisis hati diaktifkan sebagai respons terhadap penurunan konsentrasi glukosa selama istirahat dalam makanan atau sebagai respons terhadap efek stres. Hormon utama yang mengaktivasi glikololisis adalah glukagon, adrenalin (epinefrin), dan kortisol.

Regulasi glikogenolisis hormonal

Efek pada glikogenolisis

Medula adrenal

Gangguan pada deposisi karbohidrat, pertama-tama, termasuk penurunan sintesis glikogen, peningkatan pemecahan glikogen dan deposisi patologis glikogen.

Penurunan sintesis glikogen. Di antara faktor etiologis yang dicatat, pertama, kerusakan toksik pada hepatosit (bakteri dan virus mikroflora, keracunan dengan fosfor, karbon tetraklorida, dll.). Kedua, kurangnya oksigen dan, sebagai konsekuensinya, penurunan efisiensi pembentukan ATP. Ketiga, mengurangi nada sistem saraf parasimpatis. Keempat, hipovitaminosis B dan C. Kelompok etiologi ke 5 meliputi penyakit endokrin - diabetes melitus, tirotoksikosis, insufisiensi adrenal (penyakit Addison).

Peningkatan kerusakan glikogen. Peningkatan glikogenolisis di hati terjadi pertama kali, dengan latar belakang peningkatan aktivitas sistem saraf simpatis; kedua, dengan peningkatan produksi hormon - stimulan glikogenolisis (adrenalin, glukagon, tiroksin, dan hormon somatotropik). Peningkatan efek simpatis dan peningkatan konsentrasi dalam darah hormon merangsang glikogenolisis diamati dengan kerja otot yang intensif, syok, demam, dan aktivitas emosional.

Deposisi glikogen patologis. Ini adalah kelompok penyakit keturunan di mana, karena cacat genetik dari enzim metabolisme glikogen tertentu, akumulasi berlebihan terjadi di berbagai organ, terutama di hati dan otot rangka. Pada beberapa jenis glikogenosis, glikogen disintesis dengan gangguan struktur. 12 bentuk glikogenosis dijelaskan. Yang paling umum adalah:

Gangguan deposisi karbohidrat

Gangguan metabolisme karbohidrat

Gangguan metabolisme karbohidrat diklasifikasikan menurut langkah-langkah proses. Ada beberapa tahapan seperti itu:

1. Asupan makanan di saluran pencernaan, membelah hingga monosakarida di duodenum dan usus kecil bagian atas dan penyerapannya ke dalam darah.

2. Deposisi karbohidrat.

H. metabolisme karbohidrat antara:

- pencernaan glukosa anaerob dan aerob;

- proses glukoneogenesis (sintesis glukosa dari prekursor non-karbohidrat).

4. Isolasi glukosa melalui alat glomerulus ginjal dengan urin primer (sementara) dan reabsorpsi lengkap dalam tubulus ginjal.

Pelanggaran pemecahan dan penyerapan karbohidrat

Pelanggaran pemecahan karbohidrat. Dalam tubuh yang sehat, hidrolisis glikogen dan pati makanan dimulai di rongga mulut di bawah pengaruh saliva α-amylase. Monosakarida dapat diserap dalam rongga mulut. Di perut tidak ada enzim yang menghidrolisis karbohidrat. Dalam rongga usus kecil di bawah pengaruh jus pankreas α-amilase, mereka terhidrolisis menjadi dekstrin dan maltosa (pencernaan perut). Pada permukaan mikrovili enterosit, terdapat enzim-enzim berikut: sukrase, maltase, laktase, isomaltase dan lainnya yang memecah dekstrin dan disakarida menjadi monosakarida (pencernaan parietal).

Di antara cacat yang paling khas dapat dikaitkan dengan kurangnya enzim disakarida: sukrase dan isomaltase, yang selalu memanifestasikan dirinya dalam kombinasi. Akibatnya, sakarida dan disakarida isomaltosa tidak terbelah dan tidak diserap oleh tubuh. Disakarida yang terakumulasi dalam lumen usus secara osmotik mengikat sejumlah besar air, yang menyebabkan diare (diare). Dalam kondisi ini, sel epitel juga memungkinkan untuk menyerap sejumlah disakarida tertentu. Namun, mereka tetap tidak aktif secara metabolik dan dalam bentuk yang tidak berubah agak cepat diekskresikan dalam urin. Dalam kasus cacat aktivitas disakarida, beban disakarida tidak menyebabkan hiperglikemia dalam kisaran 30-90 menit, seperti halnya pada orang sehat.

Gangguan hisap. Pada orang sehat, monosakarida seperti glukosa, galaktosa, fruktosa dan pentosa diserap oleh mikrovili sel epitel usus kecil. Transisi monosakarida melintasi membran sel epitel terjadi oleh transpor aktif sekunder dengan partisipasi wajib dari pompa natrium yang bergantung pada ATP dan pembawa tertentu. Dalam kasus transpor aktif sekunder, energi gradien elektrokimia yang dibuat untuk zat lain (ion natrium) digunakan untuk mentransfer satu senyawa (misalnya, glukosa).

Di antara faktor-faktor etiologis gangguan penyerapan karbohidrat, kelompok-kelompok berikut dibedakan:

1) radang selaput lendir usus kecil;

2) aksi racun yang menghalangi proses fosforilasi dan defosforilasi (phloridzin, monoiodoacetate);

H) kurangnya ion Na +, misalnya, dalam hipofungsi korteks adrenal;

4) pelanggaran suplai darah ke dinding usus;

5) pada bayi baru lahir dan bayi, aktivitas enzim pencernaan dan sistem enzim fosforilasi dan defosforilasi karbohidrat yang tidak memadai adalah mungkin. Sebagai contoh, kami menyajikan sindrom intoleransi laktosa tanpa kekurangan enzim laktase dan sindrom defisiensi laktase bawaan.

Sindrom intoleransi laktosa tanpa defisiensi enzim laktase tampak ganas pada hari-hari pertama setelah lahir dalam bentuk diare berat, muntah, asidosis, laktosuria, dan sering proteinuria. Atrofi kelenjar adrenalin dan hati, degenerasi tubulus ginjal juga terdeteksi.

Defisiensi laktase bawaan. Pada orang sehat, laktase memecah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa. Bayi baru lahir biasanya mendapat 50-60 g laktosa (dengan susu) per hari. Manifestasi defisiensi laktase yang paling khas adalah diare setelah minum susu. Laktosa yang tidak terhidrolisis memasuki bagian bawah usus kecil, di mana ia difermentasi dengan mikroflora usus untuk membentuk gas (yang menyebabkan perut kembung) dan asam. Tindakan osmotik mereka menarik sejumlah besar air ke dalam rongga usus, yang menyebabkan diare. Pada saat yang sama, tinja memiliki nilai pH asam dan mengandung laktosa, kadang-kadang diamati laktosuria. Seiring waktu, anak mengalami hipotensi. Sindrom ini harus dibedakan dari defisiensi laktase yang didapat (dengan enteritis, penyakit radang usus besar, sariawan), serta dari defisiensi laktase usus, yang terjadi pada orang dewasa.

Gangguan deposisi karbohidrat

Biasanya, karbohidrat disimpan dalam bentuk glikogen. Molekul glikogen dapat mengandung hingga satu juta monosakarida. Dalam hal ini, kristalisasi glikogen terjadi, seolah-olah, dan tidak memiliki efek osmotik. Formulir ini cocok untuk penyimpanan di kandang. Jika sejumlah molekul glukosa seperti itu larut, maka sel akan pecah karena kekuatan osmotik. Glikogen adalah bentuk glukosa yang tersimpan. Ini terkandung di hampir semua jaringan. Terutama banyak di hati dan otot, di sel-sel sistem saraf jumlah glikogen minimal. Glikogen otot digunakan sebagai sumber energi selama aktivitas fisik yang intens. Glikogenolisis hati diaktifkan sebagai respons terhadap penurunan konsentrasi glukosa selama istirahat dalam makanan atau sebagai respons terhadap efek stres. Hormon utama yang mengaktivasi glikololisis adalah glukagon, adrenalin (epinefrin), dan kortisol.

Tanggal Ditambahkan: 2016-01-07; Views: 394; PEKERJAAN PENULISAN PESANAN

Pengaturan hormonal metabolisme karbohidrat dan lemak

Sumber daya energi utama dari organisme hidup - karbohidrat dan lemak memiliki cadangan energi potensial yang tinggi, yang mudah diekstraksi darinya dalam sel menggunakan transformasi katabolik enzimatik. Energi yang dilepaskan dalam proses oksidasi biologis produk metabolisme karbohidrat dan lemak, serta glikolisis, dikonversi ke tingkat yang signifikan menjadi energi kimia dari ikatan fosfat ATP yang disintesis.

Energi kimia dari ikatan energi tinggi, yang terakumulasi dalam ATP, pada gilirannya, dihabiskan untuk berbagai jenis kerja sel - menciptakan dan mempertahankan gradien elektrokimia, kontraksi otot, sekresi dan proses transportasi tertentu, biosintesis protein, asam lemak, dll. Selain fungsi "bahan bakar", karbohidrat dan lemak, bersama dengan protein, berperan sebagai pemasok penting bahan bangunan, bahan plastik yang merupakan bagian dari struktur utama sel - asam nukleat, protein sederhana, glikoprotein, sejumlah lipid, dll.

ATP, disintesis karena pemecahan karbohidrat dan lemak, tidak hanya menyediakan sel-sel dengan energi yang diperlukan untuk bekerja, tetapi juga merupakan sumber pembentukan cAMP, dan juga berpartisipasi dalam pengaturan aktivitas banyak enzim, keadaan protein struktural, memastikan fosforilasi mereka.

Substrat karbohidrat dan lipid yang langsung digunakan oleh sel adalah monosakarida (terutama glukosa) dan asam lemak non-esterifikasi (NEFA), dan juga badan keton dalam beberapa jaringan. Sumbernya adalah produk makanan yang diserap dari usus, disimpan dalam organ dalam bentuk glikogen, karbohidrat dan lipid dalam bentuk lemak netral, serta prekursor non-karbohidrat, terutama asam amino dan gliserol, yang membentuk karbohidrat (glukoneogenesis).

Jaringan hati dan adiposa (adiposa) termasuk dalam organ penyimpan dalam vertebrata, dan hati dan ginjal untuk organ glukoneogenesis. Pada serangga, tubuh berlemak adalah organ penyimpan. Selain itu, beberapa cadangan atau produk lain yang disimpan atau diproduksi dalam sel yang bekerja dapat menjadi sumber glukosa dan NEFA. Berbagai cara dan tahapan metabolisme karbohidrat dan lemak saling terkait oleh banyak pengaruh timbal balik. Arah dan intensitas aliran proses metabolisme ini tergantung pada sejumlah faktor eksternal dan internal. Ini termasuk, khususnya, jumlah dan kualitas makanan yang dikonsumsi dan ritme masuknya ke dalam tubuh, tingkat otot dan aktivitas saraf, dll.

Organisme hewan beradaptasi dengan sifat rejim makanan, dengan beban gugup atau berotot dengan bantuan seperangkat mekanisme koordinasi yang kompleks. Dengan demikian, kontrol aliran berbagai reaksi metabolisme karbohidrat dan lipid dilakukan pada tingkat sel dengan konsentrasi masing-masing substrat dan enzim, serta dengan tingkat akumulasi produk dari reaksi tertentu. Mekanisme pengendalian ini berkaitan dengan mekanisme pengaturan diri dan diimplementasikan baik pada organisme bersel tunggal maupun multiseluler.

Dalam yang terakhir, pengaturan pemanfaatan karbohidrat dan lemak dapat terjadi pada tingkat interaksi antar sel. Secara khusus, kedua jenis metabolisme saling terkontrol secara timbal balik: NEFA pada otot menghambat pemecahan glukosa, sedangkan produk pemecahan glukosa dalam jaringan adiposa menghambat pembentukan NEFA. Pada hewan yang paling terorganisir, mekanisme interselular khusus regulasi metabolisme interstitial muncul, yang ditentukan oleh penampilan dalam proses evolusi sistem endokrin, yang sangat penting dalam mengendalikan proses metabolisme seluruh organisme.

Di antara hormon yang terlibat dalam pengaturan metabolisme lemak dan karbohidrat pada vertebrata, yang berikut menempati tempat sentral: hormon saluran pencernaan, yang mengontrol pencernaan makanan dan penyerapan produk-produk pencernaan ke dalam darah; insulin dan glukagon adalah pengatur spesifik metabolisme karbohidrat dan lipid interstitial; Hormon pertumbuhan dan secara fungsional terkait dengannya "somatomedin" dan CIF, glukokortikoid, ACTH, dan adrenalin adalah faktor-faktor adaptasi yang tidak spesifik. Perlu dicatat bahwa banyak dari hormon ini juga terlibat langsung dalam pengaturan metabolisme protein (lihat Bab 9). Tingkat sekresi hormon-hormon ini dan penerapan efeknya pada jaringan saling terkait.

Kita tidak bisa secara khusus memikirkan fungsi faktor-faktor hormonal saluran pencernaan yang disekresi dalam fase sekresi neurohumoral. Efek utama mereka diketahui dari perjalanan fisiologi umum manusia dan hewan, dan, lebih dari itu, mereka sudah cukup sepenuhnya disebutkan dalam Ch. 3. Mari kita membahas regulasi endokrin dari metabolisme karbohidrat dan lemak interstitial.

Hormon dan regulasi metabolisme karbohidrat interstitial. Indikator integral keseimbangan metabolisme karbohidrat dalam tubuh vertebrata adalah konsentrasi glukosa dalam darah. Indikator ini stabil dan sekitar 100 mg% (5 mmol / l) pada mamalia. Penyimpangan dalam norma biasanya tidak melebihi ± 30%. Tingkat glukosa dalam darah tergantung, pada satu sisi, pada aliran monosakarida ke dalam darah terutama dari usus, hati dan ginjal, dan di sisi lain, dari alirannya ke jaringan kerja dan penyimpanan (Gbr. 95).

Masuknya glukosa dari hati dan ginjal ditentukan oleh rasio aktivitas glikogen fosforilase dan reaksi glikogen sintetase dalam hati, rasio intensitas dekomposisi glukosa dan intensitas glukoneogenesis di hati dan sebagian di ginjal. Masuknya glukosa ke dalam darah berkorelasi langsung dengan kadar reaksi fosforilase dan proses glukoneogenesis.

Aliran glukosa dari darah ke jaringan secara langsung tergantung pada kecepatan transpornya ke sel otot, adiposa dan limfoid, selaput yang menciptakan penghalang untuk penetrasi glukosa ke dalamnya (ingat bahwa sel-sel hati, otak dan sel ginjal mudah permeabel terhadap monosakarida); pemanfaatan metabolisme glukosa, yang pada gilirannya tergantung pada permeabilitas membran terhadapnya dan pada aktivitas enzim-enzim kunci dari pemecahannya; konversi glukosa menjadi glikogen dalam sel hati (Levin et al., 1955; Newholm, Randle, 1964; Foa, 1972).

Semua proses ini terkait dengan transportasi dan metabolisme glukosa secara langsung dikendalikan oleh kompleks faktor hormonal.

Regulator hormonal metabolisme karbohidrat oleh aksi pada arah umum metabolisme dan glikemia dapat dibagi menjadi dua jenis. Jenis hormon pertama merangsang pemanfaatan glukosa oleh jaringan dan deposisi dalam bentuk glikogen, tetapi menghambat glukoneogenesis, dan, akibatnya, menyebabkan penurunan konsentrasi glukosa dalam darah.

Hormon jenis tindakan ini adalah insulin. Jenis hormon kedua merangsang pemecahan glikogen dan glukoneogenesis, dan karenanya, menyebabkan peningkatan glukosa darah. Hormon jenis ini termasuk glukagon (serta sekretin dan VIP) dan adrenalin. Hormon tipe ketiga menstimulasi glukoneogenesis di hati, menghambat pemanfaatan glukosa oleh sel-sel yang berbeda dan, meskipun mereka meningkatkan pembentukan glikogen oleh hepatosit, sebagai akibat dari dominasi dua efek pertama, sebagai aturan, mereka juga meningkatkan kadar glukosa dalam darah. Hormon jenis ini termasuk glukokortikoid dan GH - "somatomedins". Namun, memiliki efek searah pada proses glukoneogenesis, sintesis glikogen dan glikolisis, glukokortikoid dan hormon pertumbuhan - somatomedine memiliki efek yang berbeda pada permeabilitas membran sel otot dan jaringan adiposa terhadap glukosa.

Menurut arahan tindakan pada konsentrasi glukosa dalam darah, insulin adalah hormon hipoglikemik (hormon "istirahat dan saturasi"), sementara hormon tipe kedua dan ketiga adalah hiperglikemik (hormon "stres dan puasa") (Gbr. 96).

Insulin dapat disebut asimilasi hormon dan pengendapan karbohidrat. Salah satu alasan peningkatan pemanfaatan glukosa dalam jaringan adalah stimulasi glikolisis. Ini dilakukan, mungkin, pada tingkat aktivasi enzim kunci glikolisis heksokinase, terutama satu dari empat isoform yang dikenal, hexokinase II, dan glukokinase (Weber, 1966; Ilyin, 1966, 1968). Rupanya, percepatan jalur pentosa fosfat pada tahap reaksi dehidrogenase glukosa-6-fosfat juga memainkan peran tertentu dalam merangsang katabolisme glukosa oleh insulin (Leites, Lapteva, 1967). Dipercayai bahwa dalam stimulasi pengambilan glukosa oleh hati selama hiperglikemia makanan di bawah pengaruh insulin, induksi hormonal enzim glukokinase enzim hati tertentu, yang secara selektif memfosforilasi glukosa pada konsentrasi tinggi, memainkan peran penting.

Alasan utama untuk stimulasi pemanfaatan glukosa oleh sel otot dan lemak terutama adalah peningkatan selektif permeabilitas membran sel ke monosakarida (Lunsgaard, 1939; Levin, 1950). Dengan cara ini, peningkatan konsentrasi substrat untuk reaksi heksokinase dan jalur pentosa fosfat tercapai.

Peningkatan glikolisis di bawah pengaruh insulin pada otot rangka dan miokardium memainkan peran penting dalam akumulasi ATP dan memastikan berfungsinya sel-sel otot. Di hati, peningkatan glikolisis tampaknya penting bukan untuk meningkatkan inklusi piruvat dalam sistem respirasi jaringan, melainkan untuk mengakumulasi asetil KoA dan malonil KoA sebagai prekursor pembentukan asam lemak poliatomik, dan karenanya trigliserida (Newsholm, Start, 1973).

Gliserofosfat yang terbentuk selama glikolisis juga termasuk dalam sintesis lemak netral. Selain itu, stimulasi hormon dari reaksi dehidrogenase glukosa-6-fosfat, yang mengarah pada pembentukan NADPH, kofaktor pereduksi yang diperlukan untuk biosintesis asam lemak dan gliserol fosfat, memainkan peran penting dalam hati dan terutama dalam jaringan adiposa untuk meningkatkan tingkat lipogenesis dari glukosa. Pada mamalia, hanya 3-5% glukosa yang diserap diubah menjadi glikogen hati, dan lebih dari 30% diakumulasikan sebagai lemak yang disimpan dalam organ pengendapan.

Dengan demikian, arah utama aksi insulin pada glikolisis dan jalur pentosa-fosfat di hati dan terutama di jaringan lemak berkurang menjadi pembentukan trigliserida. Pada mamalia dan burung dalam adiposit, dan pada vertebrata yang lebih rendah pada hepatosit, glukosa adalah salah satu sumber utama trigliserida yang disimpan. Dalam kasus ini, makna fisiologis dari stimulasi hormonal pemanfaatan karbohidrat berkurang sebagian besar pada stimulasi deposisi lipid. Pada saat yang sama, insulin secara langsung mempengaruhi sintesis glikogen - bentuk karbohidrat yang disimpan - tidak hanya di hati, tetapi juga di otot, ginjal, dan, mungkin, jaringan adiposa.

Hormon ini memiliki efek stimulasi pada pembentukan glikogen, meningkatkan aktivitas glikogen sintetase (transisi bentuk-D tidak aktif ke bentuk-I aktif) dan menghambat glikogen fosforilase (transisi bentuk-6 tidak aktif ke bentuk-L) dan dengan demikian menghambat glikogenogenesis dalam sel (Gbr. 97). Kedua efek insulin pada enzim ini di hati dimediasi, tampaknya, dengan aktivasi proteinase membran, akumulasi glikopeptida, dan aktivasi cAMP phosphodiesterase.

Arah penting lain dari tindakan insulin pada metabolisme karbohidrat adalah penghambatan proses glukoneogenesis di hati (Krebs, 1964; Ilyin, 1965; Ixton et al., 1971). Penghambatan glukoneogenesis oleh hormon dilakukan pada tingkat pengurangan sintesis enzim kunci phosphoenolpyruvate carboxykinase dan fruktosa 16-difosfatase. Efek ini juga dimediasi oleh peningkatan laju pembentukan glikopeptida - mediator hormon (Gbr. 98).

Glukosa dalam kondisi fisiologis apa pun adalah sumber utama kekuatan sel-sel saraf. Dengan peningkatan sekresi insulin, ada beberapa peningkatan pengambilan glukosa oleh jaringan saraf, tampaknya karena stimulasi glikolisis di dalamnya. Namun, pada konsentrasi tinggi hormon dalam darah, menyebabkan hipoglikemia, terjadi kelaparan karbohidrat otak dan terhambatnya fungsinya.

Setelah pemberian dosis insulin yang sangat besar, penghambatan yang dalam pada pusat-pusat otak pertama-tama dapat menyebabkan perkembangan kejang-kejang, kemudian hilangnya kesadaran dan penurunan tekanan darah. Kondisi ini, yang terjadi ketika konsentrasi glukosa dalam darah di bawah 45-50 mg%, disebut syok insulin (hipoglikemik). Respons konvulsif dan syok terhadap insulin digunakan untuk standarisasi biologis sediaan insulin (Smith, 1950; Stewart, 1960).

Kedokteran, Kesehatan: Gangguan metabolisme karbohidrat, panduan belajar

Esai tentang topik:

Gangguan metabolisme karbohidrat

Gangguan metabolisme karbohidrat

Gangguan metabolisme karbohidrat diklasifikasikan menurut langkah-langkah proses. Ada beberapa tahapan seperti itu:

1. Asupan makanan di saluran pencernaan, membelah hingga monosakarida di duodenum dan usus kecil bagian atas dan penyerapannya ke dalam darah.

2. Deposisi karbohidrat.

H. metabolisme karbohidrat antara:

- pencernaan glukosa anaerob dan aerob;

- proses glukoneogenesis (sintesis glukosa dari prekursor non-karbohidrat).

4. Isolasi glukosa melalui alat glomerulus ginjal dengan urin primer (sementara) dan reabsorpsi lengkap dalam tubulus ginjal.

Pelanggaran pemecahan dan penyerapan karbohidrat

Pelanggaran pemecahan karbohidrat. Dalam tubuh yang sehat, hidrolisis glikogen dan pati makanan dimulai di rongga mulut di bawah pengaruh saliva α-amylase. Monosakarida dapat diserap dalam rongga mulut. Di perut tidak ada enzim yang menghidrolisis karbohidrat. Dalam rongga usus kecil di bawah pengaruh jus pankreas α-amilase, mereka terhidrolisis menjadi dekstrin dan maltosa (pencernaan perut). Pada permukaan mikrovili enterosit, terdapat enzim-enzim berikut: sukrase, maltase, laktase, isomaltase dan lainnya yang memecah dekstrin dan disakarida menjadi monosakarida (pencernaan parietal).

Di antara cacat yang paling khas dapat dikaitkan dengan kurangnya enzim disakarida: sukrase dan isomaltase, yang selalu memanifestasikan dirinya dalam kombinasi. Akibatnya, sakarida dan disakarida isomaltosa tidak terbelah dan tidak diserap oleh tubuh. Disakarida yang terakumulasi dalam lumen usus secara osmotik mengikat sejumlah besar air, yang menyebabkan diare (diare). Dalam kondisi ini, sel epitel juga memungkinkan untuk menyerap sejumlah disakarida tertentu. Namun, mereka tetap tidak aktif secara metabolik dan dalam bentuk yang tidak berubah agak cepat diekskresikan dalam urin. Dalam kasus cacat aktivitas disakarida, beban disakarida tidak menyebabkan hiperglikemia dalam kisaran 30-90 menit, seperti halnya pada orang sehat.

Gangguan hisap. Pada orang sehat, monosakarida seperti glukosa, galaktosa, fruktosa dan pentosa diserap oleh mikrovili sel epitel usus kecil. Transisi monosakarida melintasi membran sel epitel terjadi oleh transpor aktif sekunder dengan partisipasi wajib dari pompa natrium yang bergantung pada ATP dan pembawa tertentu. Dalam kasus transpor aktif sekunder, energi gradien elektrokimia yang dibuat untuk zat lain (ion natrium) digunakan untuk mentransfer satu senyawa (misalnya, glukosa).

Di antara faktor-faktor etiologis gangguan penyerapan karbohidrat, kelompok-kelompok berikut dibedakan:

1) radang selaput lendir usus kecil;

2) aksi racun yang menghalangi proses fosforilasi dan defosforilasi (phloridzin, monoiodoacetate);

H) kurangnya ion Na +, misalnya, dalam hipofungsi korteks adrenal;

4) pelanggaran suplai darah ke dinding usus;

5) pada bayi baru lahir dan bayi, aktivitas enzim pencernaan dan sistem enzim fosforilasi dan defosforilasi karbohidrat yang tidak memadai adalah mungkin. Sebagai contoh, kami menyajikan sindrom intoleransi laktosa tanpa kekurangan enzim laktase dan sindrom defisiensi laktase bawaan.

Sindrom intoleransi laktosa tanpa defisiensi enzim laktase tampak ganas pada hari-hari pertama setelah lahir dalam bentuk diare berat, muntah, asidosis, laktosuria, dan sering proteinuria. Atrofi kelenjar adrenalin dan hati, degenerasi tubulus ginjal juga terdeteksi.

Defisiensi laktase bawaan. Pada orang sehat, laktase memecah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa. Bayi baru lahir biasanya mendapat 50-60 g laktosa (dengan susu) per hari. Manifestasi defisiensi laktase yang paling khas adalah diare setelah minum susu. Laktosa yang tidak terhidrolisis memasuki bagian bawah usus kecil, di mana ia difermentasi dengan mikroflora usus untuk membentuk gas (yang menyebabkan perut kembung) dan asam. Tindakan osmotik mereka menarik sejumlah besar air ke dalam rongga usus, yang menyebabkan diare. Pada saat yang sama, tinja memiliki nilai pH asam dan mengandung laktosa, kadang-kadang diamati laktosuria. Seiring waktu, anak mengalami hipotensi. Sindrom ini harus dibedakan dari defisiensi laktase yang didapat (dengan enteritis, penyakit radang usus besar, sariawan), serta dari defisiensi laktase usus, yang terjadi pada orang dewasa.

Gangguan deposisi karbohidrat

Biasanya, karbohidrat disimpan dalam bentuk glikogen. Molekul glikogen dapat mengandung hingga satu juta monosakarida. Dalam hal ini, kristalisasi glikogen terjadi, seolah-olah, dan tidak memiliki efek osmotik. Formulir ini cocok untuk penyimpanan di kandang. Jika sejumlah molekul glukosa seperti itu larut, maka sel akan pecah karena kekuatan osmotik. Glikogen adalah bentuk glukosa yang tersimpan. Ini terkandung di hampir semua jaringan. Terutama banyak di hati dan otot, di sel-sel sistem saraf jumlah glikogen minimal. Glikogen otot digunakan sebagai sumber energi selama aktivitas fisik yang intens. Glikogenolisis hati diaktifkan sebagai respons terhadap penurunan konsentrasi glukosa selama istirahat dalam makanan atau sebagai respons terhadap efek stres. Hormon utama yang mengaktivasi glikololisis adalah glukagon, adrenalin (epinefrin), dan kortisol.

Regulasi glikogenolisis hormonal

Efek pada glikogenolisis

Gangguan pada deposisi karbohidrat, pertama-tama, termasuk penurunan sintesis glikogen, peningkatan pemecahan glikogen dan deposisi patologis glikogen.

Penurunan sintesis glikogen. Di antara faktor etiologis yang dicatat, pertama, kerusakan toksik pada hepatosit (bakteri dan virus mikroflora, keracunan dengan fosfor, karbon tetraklorida, dll.). Kedua, kurangnya oksigen dan, sebagai konsekuensinya, penurunan efisiensi pembentukan ATP. Ketiga, mengurangi nada sistem saraf parasimpatis. Keempat, hipovitaminosis B dan C. Kelompok etiologi ke 5 meliputi penyakit endokrin - diabetes melitus, tirotoksikosis, insufisiensi adrenal (penyakit Addison).

Peningkatan kerusakan glikogen. Peningkatan glikogenolisis di hati terjadi pertama kali, dengan latar belakang peningkatan aktivitas sistem saraf simpatis; kedua, dengan peningkatan produksi hormon - stimulan glikogenolisis (adrenalin, glukagon, tiroksin, dan hormon somatotropik). Peningkatan efek simpatis dan peningkatan konsentrasi dalam darah hormon merangsang glikogenolisis diamati dengan kerja otot yang intensif, syok, demam, dan aktivitas emosional.

Deposisi glikogen patologis. Ini adalah kelompok penyakit keturunan di mana, karena cacat genetik dari enzim metabolisme glikogen tertentu, akumulasi berlebihan terjadi di berbagai organ, terutama di hati dan otot rangka. Pada beberapa jenis glikogenosis, glikogen disintesis dengan gangguan struktur. 12 bentuk glikogenosis dijelaskan. Yang paling umum adalah:

Jenis utama glikogenosis

sirosis hepatomegali, insufisiensi hati kurang akurasi

Selain jenis di atas, glikogenosis yang lebih jarang dan juga campuran dijelaskan: tipe V, atau penyakit MacDard (MacArdle-Schmid-Pearson); Tipe VI, atau penyakit Gers; Tipe VII atau penyakit Tarui; Tipe VIII, atau penyakit Hojin, dan lainnya.

Gangguan metabolisme karbohidrat menengah

Ada tiga kelompok faktor etiologis, tindakan yang dapat menyebabkan gangguan metabolisme karbohidrat menengah.

1. Hipoksia. Kekurangan oksigen mengubah metabolisme sel dari tipe aerob menjadi anaerob, di mana glikolisis anaerob menjadi sumber energi utama dengan pembentukan asam laktat dan piruvat berlebih. Dengan hipoksia pendek, kelebihan laktat dan piruvat memiliki efek kompensasi. Asam laktat meningkatkan disosiasi oksihemoglobin, melebarkan pembuluh koroner. Selain itu, laktat memasuki aliran darah ke hati (siklus Corey), di mana ia berubah menjadi piruvat dengan partisipasi enzim laktat dehidrogenase. Piruvat di hati sebagian teroksidasi, dan sebagian diubah menjadi glukosa (glukoneogenesis). Dengan demikian, laktat dikembalikan ke kumpulan metabolisme karbohidrat. Adanya kelebihan asam laktat dalam jaringan yang berkepanjangan menyebabkan kekurangan substrat oksidasi, glukosa, yang menyebabkan penurunan lebih lanjut dalam efisiensi sintesis ATP. Kekurangan macroergs terletak di dasar gangguan transfer ion transmembran dan peningkatan permeabilitas membran. Pada akhirnya, ini menyebabkan kerusakan struktural dan fungsional yang signifikan pada jaringan, hingga dan termasuk kematian sel.

2. Gangguan pada hati. Pada hepatosit, sebagian asam laktat biasanya disintesis ulang menjadi glukosa dan glikogen. Jika hati rusak, proses ini terganggu, asam laktat masuk ke aliran darah, asidosis berkembang.

3. Hipovitaminosis. Masuk1. Vitamin B1 (tiamin) sebagai hasil dari proses fosforilasi diubah menjadi cocarboxylase, kelompok prostetik dari sejumlah enzim metabolisme karbohidrat. Saat kekurangan vitamin B1 ada kekurangan cocarboxylase, yang mengarah pada penindasan sintesis asetil-KoA dari asam piruvat. Yang terakhir terakumulasi dan sebagian berubah menjadi asam laktat, yang kandungannya dalam hubungan ini meningkat. Penghambatan oksidasi asam piruvat mengurangi sintesis asetilkolin, yang menyebabkan gangguan pada transmisi impuls saraf. Dengan peningkatan konsentrasi asam piruvat sebanyak 2-3 kali dibandingkan dengan norma, gangguan sensitivitas, neuritis, kelumpuhan, dll terjadi.1 juga menyebabkan terganggunya jalur oksidasi pentosa fosfat karena penurunan aktivitas enzim transketolase.

Glukosa darah adalah faktor utama dalam homeostasis. Itu dipertahankan pada tingkat tertentu (3,33-5,55 mmol / l) oleh fungsi usus, hati, ginjal, pankreas, kelenjar adrenal, jaringan adiposa dan organ lainnya.

Ada beberapa jenis pengaturan metabolisme karbohidrat: substrat, saraf, ginjal, hormonal.

Peraturan substrat. Faktor utama yang menentukan metabolisme glukosa adalah tingkat glikemia. Batas konsentrasi glukosa, di mana produksinya dalam hati sama dengan konsumsi jaringan perifer, adalah 5,5-5,8 mmol / l. Pada tingkat ini, hati memasok glukosa ke darah; pada tingkat yang lebih tinggi, sebaliknya, sintesis glikogen mendominasi di hati dan otot.

Regulasi saraf. Eksitasi serabut saraf simpatis menyebabkan pelepasan adrenalin dari kelenjar adrenal, yang merangsang pemecahan glikogen dalam proses glikogenolisis. Karena itu, ketika sistem saraf simpatis teriritasi, efek hiperglikemik diamati. Sebaliknya, stimulasi serabut saraf parasimpatis disertai dengan peningkatan sekresi insulin oleh pankreas, pengambilan glukosa dalam sel dan efek hipoglikemik.

Regulasi ginjal. Pada glomeruli ginjal, glukosa disaring, kemudian di tubulus proksimal diserap kembali oleh mekanisme yang bergantung pada energi. Jumlah reabsorpsi tubular relatif konstan, dengan kecenderungan menurun. Jika kadar serum melebihi 8,8 - 9,9 mmol / l, glukosa diekskresikan dalam urin. Indeks glikemia di mana glukosuria muncul disebut ambang ginjal. Ekskresi glukosa dalam urin dipengaruhi oleh laju filtrasi glomerulus, yang normalnya sekitar 13 ml / menit. Ketika filtrasi berkurang dengan insufisiensi ginjal atau suplai darah ke ginjal berkurang, glukosa tidak akan ada dalam urin, bahkan dengan glikemia yang secara signifikan melebihi ambang batas ginjal, karena lebih sedikit glukosa yang disaring dan semuanya memiliki waktu untuk diserap kembali dalam tubulus proksimal ginjal. Dalam kasus nefropati dengan gangguan reabsorpsi, glukosa dapat muncul dalam urin bahkan dengan normoglikemia. Karena itu, kadar glukosa dalam urin tidak dapat didiagnosis dengan diabetes.

Regulasi hormonal. Stabilitas kadar glukosa darah dipengaruhi oleh berbagai hormon, sementara pada kenyataannya hanya insulin yang menyebabkan efek hipoglikemik. Glukagon, adrenalin, glukokortikoid, STH, ACTH, dan TSH memiliki efek counterinsular dengan peningkatan kadar glukosa darah.

1. Insulin adalah polipeptida, terdiri dari dua rantai. A-chain mengandung 21 asam amino, B-chain - 30 asam amino. Rantai saling berhubungan oleh dua jembatan disulfida. Insulin serupa pada spesies mamalia yang berbeda: rantai-A identik pada manusia, babi, anjing, paus sperma; Rantai-b identik dengan banteng, babi, dan kambing. Faktanya, insulin manusia dan babi hanya berbeda dalam hal bahwa asam amino alanin ada di ujung karboksil rantai-B pada babi, dan pada manusia, threonine. Oleh karena itu, "insulin manusia" komersial diproduksi dengan mengganti alanin dengan treonin dalam insulin babi.

Insulin disintesis sebagai rantai polipeptida proinsulin yang tidak aktif, sehingga disimpan dalam butiran sel-sel β pulau pankreas Langerhans. Aktivasi proinsulin terdiri dari proteolisis parsial peptida menurut Arg31 dan Arg63. Akibatnya, insulin dan C-peptida terbentuk dalam jumlah yang sama (cnnecting repertide).

Insulin dalam darah dalam keadaan bebas dan terikat protein. Degradasi insulin terjadi di hati (hingga 80%), ginjal dan jaringan adiposa. C-peptide juga mengalami degradasi di hati, tetapi jauh lebih lambat. Konsentrasi basal insulin, ditentukan secara radioimunologis, adalah dalam 15-20 mikron sehat * U / ml. Setelah pemuatan glukosa oral, levelnya setelah 1 jam naik 5-10 kali dibandingkan dengan yang pertama. Kecepatan sekresi insulin saat perut kosong adalah 0,5-1,0 U / jam, setelah makan meningkat menjadi 2,5-5 U / jam. Pada orang sehat, ada dua fase sekresi insulin - puncak awal (3-10 menit setelah pemuatan karbohidrat) puncak akhir (20 menit). Pelepasan insulin lebih awal menghambat peningkatan glukosa yang tajam selama penyerapannya.

Sekresi insulin distimulasi, selain hiperglikemia, oleh glukagon, serta hormon polipeptida usus, termasuk hormon polipeptida insulinotropik gastrointestinal (GIP), asam amino, asam lemak bebas, iritasi pada vagus.

Efek metabolik dari insulin sangat kompleks, termasuk efek langsung pada lipid, protein, dan terutama sehubungan dengan diabetes mellitus - pada pertukaran D-glukosa. Insulin meningkatkan transportasi membran glukosa, asam amino dan K +, mengaktifkan banyak enzim intraseluler. Pada saat yang sama, molekul polipeptida insulin tidak mampu menembus membran sel, sehingga semua efek insulin dilakukan melalui reseptor khusus pada permukaan membran sel. Reseptor insulin kompleks, terdiri dari subunit β dan β yang dihubungkan oleh jembatan disulfida.

Konsentrasi insulin yang tinggi dalam darah memiliki efek anabolik, dan katabolik rendah pada metabolisme.

Insulin dapat mengembangkan resistensi, resistensi akut yang terkait dengan infeksi atau peradangan. Resistensi dapat ditentukan oleh penampilan antibodi terhadap insulin (IgG) dan ketidakpekaan jaringan dalam aliran darah, yang sering diamati pada obesitas. Afinitas (afinitas reseptor untuk insulin) dan / atau jumlah reseptor tergantung pada sejumlah faktor; ini adalah obat sulfonylurea, pH, cAMP, aktivitas fisik, sifat dan komposisi makanan, antibodi dan hormon lainnya.

2. Glukagon - efeknya pada dasarnya adalah kebalikan dari insulin. Glukagon merangsang glikogenolisis hati dan glukoneogenesis dan mempromosikan lipolisis dan ketogenesis.

3. Adrenalin di hati merangsang glikogenolisis dan glukoneogenesis, pada otot rangka - glikogenolisis dan lipolisis, di jaringan adiposa meningkatkan lipolisis. Produksi berlebih adrenalin diamati pada pheochromocytoma, dengan hiperglikemia transien dalam darah.

4. Glukokortikoid meningkatkan glukoneogenesis, menghambat transpor glukosa, menghambat glikolisis dan siklus pentosa fosfat, mengurangi sintesis protein, mempotensiasi efek glukagon, katekolamin, hormon somatotropik. Produksi berlebihan hidrokortison glukokortikoid ditandai dengan sindrom Itsenko-Cushing, di mana hiperglikemia terjadi karena pembentukan glukosa yang berlebihan dari protein dan substrat lainnya.

5. Hormon tiroid meningkatkan kecepatan pemanfaatan glukosa, mempercepat penyerapannya di usus, mengaktifkan insulinase, meningkatkan laju metabolisme basal, termasuk oksidasi glukosa. Hormon perangsang tiroid memberi efek metabolisme melalui stimulasi kelenjar tiroid.

6. Hormon somatotropik memiliki efek metabolik, memiliki efek hiperglikemik, dan efek lipolitik dalam jaringan adiposa.

7. Hormon adrenokortikotropik secara langsung dan melalui stimulasi pelepasan glukokortikoid menyebabkan efek hiperglikemik yang jelas.

Hiperglikemia - peningkatan kadar glukosa darah di atas 6,0 mmol / l pada waktu perut kosong. Konsentrasi normal glukosa darah puasa adalah 3,33-5,55 mmol / l. Kondisi hiperglikemik pada manusia lebih sering terjadi daripada hipoglikemia. Jenis-jenis hiperglikemia berikut dibedakan:

1. Hiperglikemia fisiologis. Ini adalah kondisi yang dapat dibalik dengan cepat. Normalisasi kadar glukosa dalam darah terjadi tanpa tindakan korektif eksternal. Ini termasuk:

1. Hiperglikemia pencernaan. Karena asupan makanan yang mengandung karbohidrat. Pada orang yang secara praktis sehat, puncak glukosa darah dicapai kira-kira pada akhir jam pertama setelah mulai makan dan kembali ke batas atas norma pada akhir jam kedua setelah makan. Aktivasi sekresi insulin oleh sel-sel β pulau pankreas Langerhans dimulai secara refleks, segera setelah makanan masuk ke dalam rongga mulut dan mencapai maksimum ketika makanan dimasukkan ke dalam duodenum dan usus halus. Insulin menyediakan transfer transmembran molekul glukosa dari darah ke sitoplasma sel. Ini memastikan ketersediaan karbohidrat dalam sel makanan tubuh dan membatasi hilangnya glukosa dalam urin.

2. Hiperglikemia neurogenik. Ini berkembang sebagai respons terhadap stres psikologis dan disebabkan oleh pelepasan ke dalam darah sejumlah besar katekolamin. Di bawah pengaruh peningkatan konsentrasi katekolamin dalam darah, adenilat siklase diaktifkan. Dalam sitoplasma hepatosit dan otot rangka, adenilat siklase meningkatkan tingkat siklikal AMP. Lebih lanjut, cAMP mengaktifkan protein kinase dari fosforilase "b", yang mengubah fosforilase "b" yang tidak aktif menjadi fosforilase aktif "a". Dalam proses glikogenolisis, fosforilase "a" mengatur laju kerusakan glikogen di hati dan otot. Dengan demikian, hiperkonsentrasi katekolamin dalam darah selama beban dan kelebihan psiko-emosional dan motorik mengarah pada peningkatan aktivitas fosforilase "a" dan mempercepat pemecahan glikogen di hati dan otot rangka.

2. Hiperglikemia patologis. Perkembangan mereka mungkin disebabkan oleh:

1) gangguan neuroendokrin, yang didasarkan pada pelanggaran rasio optimal antara kadar hormon aksi hipo- dan hiperglikemik dalam darah. Sebagai contoh, pada penyakit kelenjar hipofisis, tumor korteks adrenal, dengan pheochromocytoma, hipertiroidisme; dengan produksi insulin yang tidak mencukupi;

2) lesi organik pada sistem saraf pusat, gangguan sirkulasi serebral berbagai etiologi;

3) disfungsi hati yang signifikan dari sifat inflamasi atau degeneratif;

4) keadaan kejang ketika pemisahan glikogen otot terjadi dan pembentukan laktat, dari mana glukosa disintesis di hati;

5) aksi beberapa jenis obat (morfin, eter), merangsang sistem saraf simpatik dan dengan demikian berkontribusi terhadap perkembangan hiperglikemia.

Hiperglikemia yang paling umum terjadi ketika kekurangan insulin - hiperglikemia yang bergantung pada insulin, yang mendasari diabetes mellitus.

Diabetes mellitus adalah sekelompok penyakit metabolik (metabolik) yang ditandai oleh hiperglikemia, yang merupakan akibat dari defek sekresi insulin dan / atau kerja insulin, atau keduanya. Hiperglikemia kronis pada diabetes dikombinasikan dengan kerusakan, disfungsi dan ketidakcukupan berbagai organ, terutama mata, ginjal, saraf, jantung dan pembuluh darah.

Patogenesis diabetes mellitus terdiri dari beberapa hubungan: dari kerusakan autoimun hingga sel β pankreas, diikuti oleh defisiensi insulin hingga gangguan yang memicu resistensi insulin. Dasar dari gangguan metabolisme karbohidrat, lemak dan protein pada diabetes adalah ketidakcukupan efek insulin pada jaringan target. Gangguan sekresi insulin dan defek aksinya sering hidup berdampingan pada pasien yang sama, dan terkadang tidak jelas pelanggaran mana yang merupakan penyebab utama hiperglikemia.

Gejala hiperglikemia berat termasuk poliuria, polidipsia, penurunan berat badan, kadang-kadang dengan polifagia, dan berkurang ketajaman visual. Kerusakan pertumbuhan dan kerentanan terhadap infeksi juga bisa menyertai hiperglikemia kronis. Komplikasi akut dari diabetes yang mengancam jiwa - hiperglikemia dengan ketoasidosis, serta sindrom hiperosmolar tanpa ketosis.

Komplikasi kronis diabetes meliputi retinopati dengan kemungkinan kebutaan; nefropati yang menyebabkan gagal ginjal; neuropati perifer dengan risiko ulserasi pada tungkai bawah dan amputasi, serta sendi Charcot; neuropati otonom, menyebabkan gastrointestinal, urogenital, gejala kardiovaskular dan disfungsi seksual. Di antara pasien dengan diabetes, frekuensi lesi vaskular aterosklerotik pada jantung, pembuluh darah perifer dan otak tinggi. Hipertensi, kelainan metabolisme lipoprotein dan paradontosis sering ditemukan pada pasien. Dampak emosional dan sosial dari diabetes dan kebutuhan untuk perawatan dapat menyebabkan disfungsi psikososial yang signifikan pada pasien dan keluarga mereka.

Dua kategori patogenetik dari diabetes mellitus dibedakan: yang pertama dan yang kedua. Diabetes mellitus tipe I (atau tipe I) tipe I disebabkan oleh defisiensi absolut sekresi insulin. Pada diabetes kategori II (tipe II), pada saat yang sama terdapat resistensi insulin dan respon respon insulin yang kurang memadai.

Diabetes tipe I (penghancuran sel β, biasanya menyebabkan defisiensi insulin absolut). Dalam kategori ini, ada dua bentuk: diabetes yang dimediasi imun dan diabetes idiopatik.

Diabetes yang dimediasi kekebalan. Bentuk diabetes ini juga dilambangkan dengan istilah: diabetes mellitus tergantung-insulin (IDDM), diabetes tipe I, diabetes dengan onset remaja. Ini adalah hasil dari penghancuran sel β pankreas secara autoimun.

Penanda penghancuran kekebalan sel β meliputi autoantibodi pulau (ICA), autoantibodi insulin (IAA), autoantibodi asam glutamat decarboxylase (GAD)65) dan autoantibodi terhadap tirosin fosfatase LA-2 dan LA2b.

Etiopatogenesis. Di bawah pengaruh virus dan agen kimia, pada latar belakang insulitis (radang pulau pankreas), antigen diekspresikan pada permukaan sel-B. Makrofag mengenali antigen ini sebagai asing, mengaktifkan respon imun sel-T. Respons sel-T yang diarahkan terhadap antigen eksogen dapat memengaruhi antigen islet seluler dan dengan demikian menyebabkan kerusakan pada sel-β. Autoantibodi muncul ke permukaan dan antigen sitoplasma sel-β. Penghancuran autoimun berlangsung secara diam-diam, dari saat meluncurkan reaksi-reaksi ini hingga manifestasi klinis (kematian 80-90% sel β) selama periode tertentu. Secara klinis, timbulnya diabetes tipe I adalah tahap akhir dari proses kerusakan sel pulau. Diabetes yang dimediasi kekebalan biasanya dimulai pada masa kanak-kanak dan remaja, tetapi dapat berkembang pada periode kehidupan apa pun, bahkan pada usia 80 atau 90 tahun.

Dengan deteksi dini kerusakan pada sel-sel ini dan dengan perawatan yang memadai, kerusakan sel dapat dihentikan dan dicegah.

Penghancuran sel β secara autoimun memiliki beberapa faktor predisposisi resesif genetik, tetapi juga dipengaruhi oleh faktor lingkungan yang kurang dipahami. Meskipun pasien jarang mengalami obesitas, kehadirannya tidak berarti ketidakcocokan dengan diagnosis ini. Pasien dengan diabetes tipe I juga sering rentan terhadap penyakit autoimun lainnya, seperti penyakit Graves, tiroiditis Hashimoto, penyakit Addison, vitiligo, dll.

Diabetes idiopatik. Beberapa bentuk diabetes tipe I tidak memiliki etiologi yang diketahui. Sejumlah pasien tersebut memiliki insulinopenia persisten dan kecenderungan untuk ketoasidosis, tetapi mereka tidak memiliki indikator proses autoimun. Meskipun hanya sebagian kecil pasien dengan diabetes tipe I termasuk dalam kategori ini, dari mereka yang dapat diklasifikasikan sebagai diabetes, mayoritas berasal dari Afrika atau Asia. Pada pasien dengan bentuk diabetes ini, ketoasidosis kadang-kadang terjadi dan menunjukkan derajat defisiensi insulin yang berbeda antara episode-episode tersebut. Bentuk diabetes ini memiliki warisan yang jelas, kurangnya data kerusakan autoimun pada sel β dan tidak terkait dengan HLA. Kebutuhan absolut untuk terapi penggantian insulin pada pasien ini dapat muncul dan menghilang.

Diabetes tipe II (mulai dari resistensi insulin dengan defisiensi insulin relatif hingga defek sekresi insulin yang terjadi dengan resistensi insulin relatif).

Bentuk diabetes ini juga dilambangkan dengan istilah: diabetes mellitus dependen-insulin (NIDDM), diabetes tipe II, diabetes dengan onset "dewasa". dengan awal "dewasa". Awalnya, dan seringkali sepanjang hidup, insulin tidak penting untuk pasien ini.

Penyebab utama diabetes tipe II adalah ketidakpekaan jaringan yang tergantung insulin (hati, otot, jaringan adiposa) terhadap insulin. Secara normal, insulin mengikat reseptor spesifik pada membran sel dan dengan demikian memicu penyerapan glukosa oleh sel dan metabolisme glukosa intraseluler. Resistansi dapat terjadi pada level reseptor dan post reseptor. Dalam hal ini, insulin pertama kali diproduksi dalam jumlah normal atau berlebih.

Sebagian besar pasien dengan bentuk ini mengalami obesitas, itu sendiri menyebabkan beberapa derajat resistensi insulin. Pada pasien yang tidak memiliki obesitas sesuai dengan kriteria massa tradisional, mungkin ada peningkatan persentase lemak tubuh, didistribusikan terutama di daerah perut. Pada jenis diabetes ini, ketoasidosis jarang berkembang secara spontan, dan ketika diamati, biasanya dikaitkan dengan stres akibat penyakit lain, seperti infeksi. Bentuk diabetes ini sering tetap tidak terdiagnosis selama bertahun-tahun, karena hiperglikemia berkembang secara bertahap, dan tahap awal kadang-kadang tidak cukup diucapkan bagi pasien untuk melihat gejala klasik diabetes. Pasien-pasien tersebut berada dalam keadaan peningkatan risiko komplikasi makro dan mikrovaskular. Meskipun pasien dengan bentuk diabetes ini mungkin memiliki kadar insulin yang tampak normal atau meningkat, orang akan berharap bahwa mereka akan lebih tinggi dalam menanggapi glikemia tinggi jika sel-sel β berfungsi secara normal. Dengan demikian, sekresi insulin pada pasien ini tidak lengkap dan tidak cukup untuk mengimbangi resistensi insulin. Resistensi insulin dapat menurun sebagai akibat dari penurunan berat badan dan / atau farmakoterapi hiperglikemia, tetapi jarang pulih ke normal. Risiko terkena diabetes tipe ini meningkat seiring bertambahnya usia, obesitas, dan kurangnya aktivitas fisik. Ini terjadi lebih sering pada wanita dengan diabetes sebelumnya pada wanita hamil dan pada pasien dengan hipertensi dan dislipidemia, dan frekuensinya bervariasi dalam berbagai subkelompok ras dan etnis. Beberapa karakteristik diabetes mellitus tipe I dan II disajikan dalam tabel.

Tanda-tanda utama diabetes mellitus tipe I dan II