Эндокринная функция поджелудочной железы и развитие сахарного диабета, фото и видео

Зубы

Девочки всем привет, как обычно делюсь с Вами своими советами и опытом молодой мамы, хочу рассказать о Что происходит с поджелудочной железой при сахарном диабете. Возможно некоторые детали могут отличаться, как это было у Вас. Всегда необходимо консультироваться у специалистов. Естественно на обычные вопросы, обычно можно быстро найти профессиональный ответ на сайте. Пишите свои комменты и замечания, совместными усилиями улучшим и дополним, так чтобы все поняли как разобраться в том или ином вопросе.

Поджелудочная железа выполняет в организме две основные функции. Она производит ферменты для переваривания пищи и секретирует инсулин для усвоения глюкозы. Нарушение процессов утилизации сахаров не всегда сопровождается изменениями в работе органа, но поджелудочная железа при сахарном диабете иногда поражается вторично. И для правильного лечения важно понимать, что является первичным, а что развивается на фоне основной патологии.

Сахарный диабет и поджелудочная железа

При сахарном диабете отмечается постепенное нарушение питания всех органов. Сдвиги обменных процессов приводят к атрофии клеток, в том числе и в поджелудочной железе. На этом фоне все вещества, которые она вырабатывает, снижают свою концентрацию. Возникает вторичное поражение органа, ухудшается секреция инсулина. Замкнутый круг приводит к усугублению течения диабета.

Иногда панкреатит развивается независимо от наличия или отсутствия сбоев в обмене сахаров. Но и в этом случае лечение должно как можно скорее восстановить секреторную функцию железы, иначе прогрессирование процесса неизбежно.

Панкреатический сахарный диабет

Иногда недостаточность выработки инсулина – это результат длительного осложненного воспаления или интоксикационного поражения поджелудочной железы. В этом случае у пациента диагностируется панкреатический (или панкреатогенный) диабет.

Механизм развития

Изменения структуры железы происходят чаще всего при хроническом панкреатите. Периодические воспалительные процессы и затихания сопровождаются типичной симптоматикой. Возникает тошнота, рвота, сильная боль. Длительность этого этапа недуга составляет около 10 лет.

Правильное лечение на этой стадии болезни еще может восстановить воспаленные ткани.

На втором этапе диспепсия становится постоянным признаком. Человек всегда испытывает дискомфорт после приема пищи, у него возникает метеоризм, нарушение стула (периодически возникает запор или диарея), при нарушении диеты развивается рвота. В этот период появляются первые необратимые изменения в бета-клетках, продуцирующих инсулин. Они время от времени выплескивают в кровь повышенные порции этого вещества, поэтому у больного случаются гипогликемические состояния.

Симптомы панкреатического диабета

При панкреатическом диабете наблюдаются такие симптомы:

  • умеренное повышение сахара крови;
  • частые и непродолжительные приступы гипогликемии;
  • уровень глюкозы до 11 ммоль/л не сопровождается нарушением состояния;
  • более высокий уровень отмечается типичными симптомами (сухостью во рту, жаждой, увеличением диуреза);
  • использование препаратов и диеты благотворно действует на показатели обмена.

В отличие от диабета 1 и 2 группы, панкреатическая форма диабета очень редко осложняется кетоацидозом и кетонурией. При снижении сахара крови пациент чувствует сильный голод, у него возникает холодный пот, возбуждение, тремор конечностей, побледнение. Отсутствие лечения и прогрессирование заболевания заканчивается тотальным нарушением многих систем (сердца и сосудов, органов зрения), развивается нейропатия, ретинопатия.

Панкреатит при диабете второго типа

Первичное воспаление поджелудочной железы часто приводит к развитию инсулиннезависимого диабета (2 типа). Для болезни характерны боли под нижним ребром слева и нарушение пищеварительных процессов. Обострения сменяются ремиссией.

Постепенно происходит расстройство метаболизма глюкозы, что и ведет к появлению диабета. Согласно статистике, причиной диабета второго типа в 40% случаев становится панкреатит.

Одна болезнь потенцирует течение другой, поэтому лечение следует проводить одновременно в двух направлениях. Важно достичь устойчивой ремиссии в состоянии поджелудочной железы и принимать таблетки для регуляции уровня сахара.

Иногда поражение органа происходит во время оперативного вмешательства по поводу рака поджелудочной железы или панкреонекроза. В этих случаях развивается стойкая гипергликемия, которая с трудом поддается терапии.

Диагностика

Панкреатогенный дибет диагностировать сложно. Он появляется на поздних стадиях хронического воспаления, и на первое место выходят нарушения пищеварения из-за снижения ферментной активности. Нередко выявляют диабет на фоне незначительно выраженных признаков первичного заболевания, а пациент принимает исключительно сахароснижающие средства.

Лабораторные исследования

В диагностике панкреатогенного диабета необходимо мониторирование уровня сахара. Для этого проводят анализ с нагрузкой (натощак и через два часа после еды). При таком типе недуга увеличение уровня глюкозы будет отмечаться после еды.

С помощью биохимических тестов состояние поджелудочной железы оценивают по уровню амилазы, липазы, диастазы и трипсина. В урине ацетон и глюкоза не определяются.

Инструментальная диагностика

Для подтверждения изменений в железе и дифференциальной диагностики проводят УЗИ органов живота. При запущенной форме панкреатита с помощью ультразвука можно обнаружить участки атрофии.

Наиболее информативный способ диагностики – МРТ. Исследование позволяет оценить размеры органа, наличие включений, эхогенность и особенности строения.

Как лечить

Лечение железы при диабете и восстановление ее функций невозможно без медикаментозных средств. При недостаточной эффективности терапии может понадобиться трансплантация органа.

Медикаментозная терапия

Лечение поджелудочной железы при сахарном диабете включает в себя прием таких медикаментов:

  • ферментсодержащие средства;
  • сахароснижающие;
  • инсулин (в качестве заместительной терапии после операции).

Купируют гипергликемические эпизоды с помощью средств для снижения сахара крови. Препараты выбора – производные сульфанилмочевины.

Если больному делают операцию с частичной или полной резекцией поджелудочной, то в этом случае врач назначает заместительное лечение инсулином.

Его не применяют более 30 ЕД в день, так как при передозировке существует опасность резкого снижения сахара. После стабилизации состояния человек переходит на таблетки для снижения сахара.

В том случае, когда отмечается острый приступ и сильно болит в верхней части живота, используют анальгетики и спазмолитики. Чтобы быстро купировать приступ, препараты вводят парентерально.

Трансплантация поджелудочной железы

При значительном нарушении органа и отсутствии положительной динамики в ходе лечения единственным выходом из положения становится пересадка донорской поджелудочной железы. Сейчас используется альтернативный вариант трасплантации с частичной заменой той части, где локализуются бета-клетки. После эксперимента по внедрению этих клеток больному врачам удалось улучшить обмен глюкозы вплоть до его полной нормализации.

Наращивание клеток

Проблему при диабете, который развивается на фоне снижения внешней секреции железы, можно решить увеличив количество инсулинпродуцирующих клеток. Для этого их клонируют и вживляют в орган. Такое лечение поджелудочной железы при диабете способствует восстановлению ее функции и обменных процессов. Существует специальные белковые препараты, помогающие переходу трансплантационного материала в зрелые бета-клетки. Лекарства эти также активизируют выработку инсулина оставшимися клетками.

Иммуномодуляция

У человека при заболевании поджелудочной железы некоторое количество бета-клеток сохраняется. Но собственный организм вырабатывает антитела, разрушающие эти оставшиеся структуры. В этом случае используется новый метод воздействия, который заключается во введении препарата с активным веществом, уничтожающим антитело. Клетки железы сохраняются и начинают размножаться.

Массаж поджелудочной железы

Среди множества способов улучшить состояние больного практикуется массаж поджелудочной железы при сахарном диабете. Эта процедура помогает усилить приток крови, поддержать выработку ферментов и гормонов, снизить воспаление и застойные процессы. Делать ее следует только специально обученному медицинскому специалисту.

Не показано массирование органа в таких ситуациях:

  • обострение хронического воспаления;
  • острый панкреатит;
  • наличие острой гнойной инфекции любой локализации;
  • гипертония;
  • подозрение на опухоль в брюшной полости;
  • алкогольное опьянение.

Упражнения

Существует много специальных упражнений, которые улучшают состояние при панкреатическом диабете. С помощью специалиста лучше всего подобрать индивидуальную программу. Начинать нужно с минимальной нагрузки (от 3-4 раз), а потом постепенно увеличивать ее (до 9 раз). Если во время выполнения движений болит живот или ухудшается самочувствие, нужно прекратить занятие.

Полезно делать дыхательные упражнения:

  • втягивание живота на глубоком выдохе с задержкой дыхания (на 3 секунды);
  • выпячивание живота при тех же условиях;
  • попеременное повторение движений.

Для любителей йоги также существует множество асан, помогающих уменьшить воспаление и снизить боль. Они способствуют нормализации обмена (в том числе и сахаров), а также улучшают усвоение питательных веществ и повышают защитные силы организма.

Диета

Диета при диабете заключается в максимальном ограничении употребления легких углеводов. К ним относятся конфеты, сдоба, сладкая выпечка – все они под запретом.

В основе рациона лежат белки (мясо и рыба с низким процентом жирности), овощи, крупы. Питание дробное до 4-5 раз в день. Исключаются жареные блюда, острые приправы, бобы, мясные и грибные бульоны.

Народные средства

В качестве дополнения можно применять рецепты народной медицины. В этом случае рекомендуется использовать овсяное молоко. Для приготовления берут полстакана цельного овса на 1,5 литра кипятка и варят в течение 40 минут. После этого размягченные зерна раздавливают и продолжают варить еще 20 минут. Молочко процеживают, отжимают и хранят в холодильнике. Принимают по половине стакана 3-4 раза в день.

Как предупредить заболевание

Для профилактики панкреатического диабета следует заботиться о состоянии поджелудочной железы. Необходимо отказаться от алкоголя, соблюдать диету (не только в момент обострения, но и в период ремиссии), при малейших признаках ухудшения идти к врачу.

Лечение железы при диабете и восстановление ее функций невозможно без медикаментозных средств. При недостаточной эффективности терапии может понадобиться трансплантация органа.

Панкреатогенный сахарный диабет появляется чаще всего после панкреатита, но его может вызывать и травма, операция, опухоль поджелудочной железы. Механизм развития связан с разрушением клеток, вырабатывающих инсулин и другие гормоны. Течение чаще скрытое, долго не проявляется симптомами. Особенности: провоцирует алкоголизм, у больных нет ожирения, есть склонность к падению сахара (гипогликемические состояния).

Для выявления обязателен тест на толерантность к глюкозе (сахарная нагрузка), типична норма сахара натощак и высокие показатели после еды. Лечение включает диету, применение ферментов (Фестал, Мезим), таблетки для снижения сахара.

Что такое панкреатогенный сахарный диабет

Панкреатогенный сахарный диабет – это повышение сахара в крови на фоне панкреатита (воспаления поджелудочной железы). Такой диабет называется вторичным и по своему течению отличается от 1 и 2 типа.

Обнаруживают его в 10-90% случаев хронического воспалительного процесса, так как не всегда своевременно обнаруживается связь между панкреатитом и сахарным диабетом. Ним страдают обычно мужчины, склонные к употреблению алкоголя и жирной пищи. Специфический панкреатогенный сахарный диабет в 15% случаев осложняет острое воспаление поджелудочной.

Развитие панкреатита и сахарного диабета провоцируют:

  • прием алкоголя (систематическое злоупотребление);
  • питание с избытком жирной и сладкой пищи, недостаток овощей, фруктов, растительных жиров и пищевых волокон;
  • переедание, отсутствие режима приема пищи;
  • применение гормонов (Преднизолон и аналоги).

Панкреатогенный сахарный диабет возможен и при операции из-за панкреатита, рака, панкреонекроза (частичное омертвение ткани), травмы брюшной полости.

Как панкреатит и сахарный диабет связаны

Острый и длительно текущий хронический панкреатит приводит к сахарному диабету, что объясняется:

  • разрушением ткани поджелудочной железы;
  • уменьшением числа клеток, вырабатывающих инсулин, глюкагон и панкреатический белок (полипептид);
  • нарушением переваривания пищи;
  • ухудшением образования в кишечнике инкретинов (гормонов, стимулирующих выброс инсулина в ответ на прием пищи).

Классификация

Панкреатогенный сахарный диабет одно время входил в классификацию под обозначением диабет 3с типа, он бывает по механизму развития:

  • фиброкалькулезным – на фоне хронического воспаления образуются участки уплотнения, разрастания рубцовой ткани и кальцинаты (отложения солей кальция);
  • протеинодефицитный – протекает на фоне белковой недостаточности.

В зависимости от причин самого панкреатита, диабет может быть из-за алкогольной интоксикации или болезней печени, желчных путей (билиарный). В первом случае отмечено более тяжелое нарушение углеводного обмена.

Как проявляется панкреатит при сахарном диабете 1 и 2 типа

При сахарном диабете 1 и 2 типа острый панкреатит протекает с выраженными симптомами:

  • боль в подложечной области, в левом подреберье, бывает опоясывающей, отдает под левую лопатку;
  • болевой приступ не стихает, а его интенсивность только нарастает, хуже становится в положении лежа на спине;
  • ухудшает состояние острая и жирная пища, жареные блюда, алкоголь;
  • рвота неукротимая, не дает облегчения;
  • повышение температуры тела;
  • лихорадка;
  • желтушность склер глаз, реже кожи;
  • вздутие живота, изжога.

При хроническом панкреатите симптоматика периодически уменьшается, характерно чередование поносов и запоров, потеря массы тела, отвращение к еде. По мере прогрессирования панкреатита обострения становятся более частыми, а периоды ремиссии (стихания боли) укорачиваются.

Особенности течения

Сахарный диабет при развитии после панкреатита имеет особенности течения:

  • появляется обычно во взрослом возрасте у пациентов с худощавым или нормальным телосложением (1 тип возникает у детей и подростков, а 2 у тучных);
  • всегда присутствуют выраженные симптомы нарушения пищеварения – вздутие живота, метеоризм, тошнота, изжога;
  • есть болезненность в верхней части живота, усиливающееся к обострению;
  • повышение глюкозы в крови умеренное;
  • часто сахар падает, а повышений, типичных для диабета (гипергликемическое и кетоацидотическое состояние) нет;
  • при сахаре до 10 ммоль/л нет симптомов, а только при более высоких возникает жажда, сухость во рту и кожи, обильное выделение мочи.

Диагностика больного

Выявить заболевание достаточно сложно, так как признаки сахарного диабета часто стертые. Для диагностики нужно всем пациентам с панкреатитом пройти консультацию эндокринолога, он вначале устанавливает дополнительные факторы риска:

  • перенесенные операции, травмы брюшной полости;
  • употребление алкоголя;
  • применение гормональных препаратов.

Лабораторное обследование включает:

  • анализ крови общий;
  • тест толерантности к глюкозе: обычно натощак сахар в норме или немного повышен, а после сахарной нагрузки обнаруживают высокие показатели;
  • биохимия крови с определением активности ферментов поджелудочной железы (амилаза, липаза, трипсин);
  • анализ мочи (глюкозы и кетоновых тел, как правило, нет).

Инструментальные методы диагностики:

  • УЗИ органов брюшной полости;
  • томография поджелудочной железы.

Эти способы изучения структуры помогают найти места с неоднородной тканью, уплотнения, кальцинаты. Если у эндокринолога возникают сомнения, не является ли сахарный диабет классическим вариантом 1 типа, то он назначает исследование крови на антитела к клеткам поджелудочной железы, С-пептид и инсулин. Для 2 типа типично ожирение, устойчивость тканей к инсулину, крайне редко возникают приступы падения сахара.

Диета при сахарном диабете и панкреатите: принципы построения питания

Основные правила составления диеты при сахарном диабете и панкреатите похожи по принципам питания и запретам на продукты, содержащие сахар, алкоголь и жирную пищу. Также рекомендуется:

  • введение в рацион овощей, каш;
  • использование нежирных сортов рыбы и мяса;
  • кулинарная обработка в виде отваривания, запекания, обжаривать и тушить с маслом нельзя;
  • в меню должны быть некислые и нежирные молочные продукты – йогурт, ряженку, творог;
  • питание частое и дробное;
  • при обострении нужно максимально ограничивать животные жиры и измельчать пищу (протертые супы и каши, мясо перекручивают дважды через мясорубку).

Запрещенные продукты

При диабете в список запрещенных продуктов входят:

  • алкогольные и газированные напитки, квас;
  • баранина, свинина, сало, жирный и острый сыр;
  • жирные сливки и сметана, сливочное масло;
  • навары: мясной, рыбный, грибной;
  • полуфабрикаты;
  • консервы, маринады, соления, копчености;
  • колбасные изделия;
  • шоколад;
  • мороженое;
  • кондитерские изделия;
  • сдоба, слоеное тесто;
  • фаст фуд, чипсы, сухарики с солью и специями;
  • сгущенное молоко;
  • майонез, кетчуп, уксус, хрен, горчица, перец;
  • редис, шпинат, лук, чеснок;
  • пшено, перловая крупа;
  • кислые фрукты и ягоды.

Разрешенные продукты

Что можно включать в рацион:

  • вегетарианские супы;
  • мясо: говядина, телятина, курятина, индейка, кролик;
  • рыба: щука, минтай, треска, судак, окунь;
  • творог 2-5% жирности, 1,5-2% йогурт, ряженка, простокваша, 10% сметана;
  • овощи: кабачок, тыква, цветная капуста, брокколи, стручковая фасоль, молодой зеленый горошек;
  • белок яиц для парового омлета;
  • крупы: гречневая, овсяная, рис, макароны из твердой муки;
  • запеченные яблоки, сливы и абрикосы для добавления в компот, запеканки;
  • подсушенный серый хлеб;
  • компот, кисель, слабый чай, травяной из мяты и ромашки;
  • вместо сахара добавляют стевию или фруктозу.

Пример меню при панкреатите и сахарном диабете

При обострении панкреатита и сахарном диабете меню может быть таким:

  • завтрак: каша овсяная, запеченное яблоко без кожуры, некрепкий чай;
  • второй завтрак: паровой омлет из белков;
  • обед: суп из кабачка, цветной капусты, моркови, котлеты из куриной грудки (паровые), каша гречневая вязкая;
  • перекус: творожное суфле, йогурт;
  • ужин: отварная рыба с отварным картофелем, компот;
  • перед сном: ряженка.

Вне обострения рацион может быть расширен:

  • завтрак: рисовая запеканка с тыквой, цикорий с молоком;
  • второй завтрак: хлеб подсушенный или вчерашний с адыгейским сыром, чай;
  • обед: суп овощной с фрикадельками из рыбы, запеченная индейка с морковью и зеленью, компот;
  • полдник: творог с запеченным яблоком, кисель;
  • ужин: отварная курица с гречневой кашей, отварная капуста с зеленью, слабый чай;
  • перед сном: кефир, печенье на фруктозе.

Лечение сахарного диабета при панкреатите

Самое главное условие при лечении сахарного диабета и панкреатита – это одновременная терапия двух заболеваний. Для этого необходимо:

  • строго придерживаться диеты на постоянной основе, а не только при обострении;
  • отказаться от курения и употребления алкоголя;
  • принимать препараты с ферментами для заместительной терапии (Креон, Фестал);
  • использовать сахароснижающие таблетки с обязательным ежедневным контролем уровня сахара в крови (Сиофор, Глюкофаж), нельзя опускать его ниже 4,5 ммоль/л.

Если проводится операция при панкреатите (частичное или полное удаление хвоста), то больного с сахарным диабетом обязательно переводят на инсулин. Уколы проводят небольшими дозами перед приемами пищи. После стабилизации уровня сахара возможно назначение таблеток на постоянной основе.

При крайне тяжелом течении панкреатита может быть необходима операция по пересадке собственных островковых клеток, вырабатывающих инсулин. После этого поджелудочная железа удаляется. Такой метод лечения доступен только в крупных специализированных эндокринологических центрах.

Возможные осложнения без лечения при обострении панкреатита при сахарном диабете

Если пациент не придерживается лечения и пренебрегает диетой, курит, употребляет алкоголь, то неизбежны частые обострения панкреатита и ухудшение течения сахарного диабета. Развиваются сосудистые осложнения со стороны:

  • почек – диабетическая нефропатия;
  • сетчатки глаз – ретинопатия;
  • кровеносного русла – ангиопатия;
  • нервной системы: периферической (конечности) в виде нейропатии, головного мозга – энцефалопатия.

Из-за нарушения переваривания пищи недостаточно усваиваются витамины и микроэлементы, поэтому поражения сосудов протекают тяжело. Для пациентов с диабетом 3с типа характерны резкие колебания сахара в крови. Приступы гипогликемии протекают с ощущением голода, потливость, общим возбуждением, дрожанием рук, кожа бледнеет и покрывается холодным потом. Если в это время не принять сладкий чай или ложку меда, то наступает потеря сознания с судорогами, возможно коматозное состояние.

Прогноз и профилактика

Если своевременно поставить диагноз сахарного диабета на фоне панкреатита и точно следовать рекомендациям по терапии, то прогноз при панкреатогенном повышении сахара в крови хороший. Удается нормализовать пищеварение и показатели углеводного обмена. Хуже прогноз при опухоли и обширной операции на поджелудочной железе. К факторам, которые затрудняют процесс лечения, относится алкоголизм, курение, игнорирование диеты.

Для предупреждения диабета 3с типа важно обратиться к врачу при симптомах панкреатита и пройти полное обследование у эндокринолога. Не реже одного раза в год (даже при нормальных анализах и самочувствии) проводятся профилактические курсы приема медикаментов для улучшения работы поджелудочной железы. Диета назначается на постоянной основе.

Панкреатогенный сахарный диабет появляется из-за воспаления поджелудочной железы, он приводит к резким колебаниям сахара в крови. Обязательно соблюдение диеты, применение ферментов и сахароснижающих таблеток, отказ от алкоголя.

  • прием алкоголя (систематическое злоупотребление);
  • питание с избытком жирной и сладкой пищи, недостаток овощей, фруктов, растительных жиров и пищевых волокон;
  • переедание, отсутствие режима приема пищи;
  • применение гормонов (Преднизолон и аналоги).

Сахарный диабет – болезнь, от которой пока не найдено универсальное средство. Потому важно понимать, как связаны поджелудочная железа и сахарный диабет, чтобы научиться предотвращать эту опасную для жизни патологию и, что также немаловажно, лечить ее.

Функции железы

Поджелудочная железа располагается в брюшине между позвоночником и желудком. Она является одновременно железой внешней и внутренней секреции. Как эндокринная железа она выполняет функцию синтеза важных биологически активных веществ:

  • глюкагона, повышающего уровень сахара в кровотоке);
  • инсулина, уменьшающего концентрацию сахара в крови).

Структурные элементы органа вырабатывают специфическое соединение – соматостатин, который регулирует активность секреции инсулина и глюкагона. Еще поджелудочная железа играет важную роль в процессе пищеварения, вырабатывая специальную жидкость, необходимую для переваривания продуктов.

Составляющие части поджелудочной железы

Опасность хронического панкреатита

В поджелудочной железе под действием определенных факторов могут развиваться различные патологические процессы. Одним из наиболее распространенных является хронический панкреатит. Эта патология может развиваться длительное время, пока в клетках железы будут происходить необратимые трансформации.

Если хронический панкреатит протекает с осложнениями, в органе при диагностике можно увидеть замещение значительных участков нормальной функциональной ткани на жировые и соединительные клетки. Вследствие этого преобразования в организме больного происходят следующие процессы:

  • В двенадцатиперстную кишку не поступают пищеварительные ферменты в полном объеме (внешнесекреторная дисфункция).
  • Клетки и ткани организма становятся толерантными (нечувствительными) к повышенному уровню сахара, что со временем переходит в сахарный диабет (внутрисекреторная дисфункция).

Развивающийся таким путем диабет называется панкреатическим или симптоматическим, то есть он является осложнением хронического панкреатита. Но если у диабетика в большинстве случаев возникает воспалительный процесс в поджелудочной железе, то людям с хроническим панкреатитом можно избежать развития сахарного диабета.

Неразрывно связаны между собой диабет и печень. При данной болезни отмечается ее патологическое увеличение. Практически не вызывает болезненных ощущений у пациента при пальпации печень при болезни 2 типа. Но при заболевании 1 типа этот симптом может сильно беспокоить больного. Воспаленная железа может привести к фиброзу, гепатоцеллюлярной карциноме, острой печеночной недостаточности.

Лечение поджелудочной при диабете

Лечить у одного пациента и панкреатит, и сопутствующий ему сахарный диабет очень непросто. Такие случаи требуют использования заместительной терапии не только с целью нормализации углеводного обмена, а и для исправления ферментативной недостаточности.

Перед тем как лечить панкреатический диабет, нужно ликвидировать воспалительный процесс в поджелудочной железе. Пациенту назначаются капельницы с введением анестезирующих и противовоспалительных веществ, препараты, подавляющие активность панкреатических ферментов. В некоторых случаях необходимо назначение антимикробных препаратов.

На первые двое суток лечения пациент обязан применить вынужденное средство – радикальное голодание. Эта мера очень важна для подавления воспалительного процесса, для приостановки синтеза пищеварительных ферментов. Это так называемое экстренное лечение при панкреатическом типе болезни. После него терапия включает применение пептидов и особую диету.

Но лечение панкреатита должно идти в комплексе с терапией сахарного диабета. Потому больному с целью снижения гликемии, которая развилась на фоне воспаления в железе, необходимо введение инсулина. Если же наблюдается низкий уровень сахара в крови, необходимы инъекции глюкагона, который будет поддерживать функции поджелудочной железы.

Позитивный лечебный эффект от медикаментозной терапии будет только при условии соблюдения пациентом специальной диеты:

Избыток жировых клеток может привести к инсулинорезистентности. Неумеренное потребление сахаросодержащих продуктов может снова спровоцировать выведение из строя поджелудочной.

Хорошо зарекомендовали себя лекарственные травы для поджелудочной железы при лечении патологии. С их помощью можно снять болевой синдром, отечность в брюшной полости и уменьшить воспалительный процесс. Об их применении в ходе лечения необходимо консультироваться с врачом.

Радикальные методы лечения

Лечить поджелудочную железу при сахарном диабете непросто. Нужно учитывать и то, что при воспалении данного органа его функциональные элементы практически не восстанавливаются консервативной терапией. Лечащий врач при таком исходе может рекомендовать пациенту следующие радикальные способы борьбы с этой проблемой:

  • Аппаратные методы терапии.
  • Трансплантация целого органа.
  • Трансплантация функциональных элементов железы (островков или клеток Лангерганса).

Пересадка поджелудочной железы при сахарном диабете или ее функциональных единиц может поспособствовать нормализации процессов метаболизма, нарушенных вследствие патологии, а также предупредить развитие вторичных осложнений болезни.

Лечить поджелудочную железу при сахарном диабете непросто. Нужно учитывать и то, что при воспалении данного органа его функциональные элементы практически не восстанавливаются консервативной терапией. Лечащий врач при таком исходе может рекомендовать пациенту следующие радикальные способы борьбы с этой проблемой:

Общие сведения

Панкреатогенный сахарный диабет (сахарный диабет 3 типа) — вторичное нарушение метаболизма глюкозы, развивающееся как следствие поражения инкреторного аппарата поджелудочной железы (ПЖ). Заболевание возникает у 10-90% пациентов с хроническим панкреатитом. Такая вариабельность данных связана со сложностью прогнозирования развития эндокринной дисфункции ПЖ и трудностью дифференциальной диагностики патологии. После перенесенного острого панкреатита риск формирования сахарного диабета 3 типа составляет 15%. Болезнь поражает чаще лиц мужского пола, чрезмерно употребляющих алкоголь, жирную пищу.

Причины панкреатогенного сахарного диабета

Заболевание развивается при нарушении эндокринной и экзокринной функции ПЖ. Выделяют следующие причины повреждения островкового аппарата железы:

  • Хроническое воспаление ПЖ. Частые обострения панкреатита увеличивают риск развития диабета. Хроническое воспаление вызывает постепенное разрушение и склерозирование островков Лангерганса.
  • Операции на поджелудочной железе. Частота послеоперационного диабета варьирует от 10% до 50% в зависимости от объема операции. Чаще всего болезнь развивается после проведения тотальной панкреатэктомии, панкреатодуоденальной резекции, продольной панкреатоеюностомии, резекции хвостовой части ПЖ.
  • Прочие заболевания ПЖ. Рак поджелудочный железы, панкреонекроз вызывают нарушение эндокринной функции с формированием стойкой гипергликемии.
Это интересно:  Сода от изжоги при беременности: можно ли пить, как разводить и принимать, рецепт

Существуют факторы риска, провоцирующие возникновение панкреатогенного диабета у пациентов с дисфункцией поджелудочной железы. К ним относятся:

  • Злоупотребление алкоголем. Систематическое употребление спиртных напитков в несколько раз повышает риск возникновения панкреатита алкогольного генеза с формированием транзиторной или стойкой гипергликемии.
  • Нарушение питания. Излишнее употребление пищи, богатой жирами, легкоусвояемыми углеводами способствует развитию ожирения, гиперлипидемии и нарушения толерантности к глюкозе (предиабета).
  • Длительный прием медикаментов (кортикостероидов) часто сопровождается возникновением гипергликемии.

Патогенез

Симптомы панкреатогенного сахарного диабета

Патология чаще возникает у лиц худощавого или нормального телосложения с повышенной возбудимостью нервной системы. Поражение ПЖ сопровождается диспепсическими явлениями (диарея, тошнота, изжога, метеоризм). Болезненные ощущения при обострении воспаления железы локализуются в зоне эпигастрия и имеют различную интенсивность. Формирование гипергликемии при хроническом панкреатите происходит постепенно, в среднем через 5-7 лет. По мере увеличения продолжительности болезни и частоты обострений возрастает риск развития СД. Диабет может дебютировать и при манифестации острого панкреатита. Послеоперационная гипергликемия формируется одномоментно и требует коррекции инсулином.

Панкреатогенный диабет протекает в легкой форме с умеренным повышением глюкозы крови и частыми приступами гипогликемии. Пациенты удовлетворительно адаптированы к гипергликемии до 11 ммоль/л. Дальнейшее повышение глюкозы в крови вызывает симптомы диабета (жажда, полиурия, сухость кожных покровов). Панкреатогенный СД хорошо поддается лечению диетотерапией и сахароснижающими препаратами. Течение болезни сопровождается частыми инфекционными и кожными заболеваниями.

Осложнения

У пациентов с СД 3 типа редко возникает кетоацидоз и кетонурия. Для больных панкреатогенным диабетом характерны частые непродолжительные приступы гипогликемии, которые сопровождаются чувством голода, холодным потом, бледностью кожных покровов, чрезмерным возбуждением, тремором. Дальнейшее падение уровня глюкозы крови вызывает помутнение или потерю сознания, развитие судорог и гипогликемической комы. При длительном течении панкреатогенного диабета формируются осложнения со стороны других систем и органов (диабетическая нейропатия, нефропатия, ретинопатия, ангиопатия), гиповитаминозы А, Е, нарушение метаболизма магния, меди и цинка.

Диагностика

Диагностика панкреатогенного сахарного диабета затруднительна. Это объясняется длительным отсутствием симптомов диабета, сложностью распознавания воспалительных заболеваний ПЖ. При развитии болезни часто игнорируют симптомы поражения ПЖ, назначая только сахароснижающую терапию. Диагностика нарушения углеводного обмена проводится по следующим направлениям:

  • Консультация эндокринолога. Важную роль играет тщательное изучение истории болезни и связи диабета с хроническим панкреатитом, операциями на ПЖ, алкоголизмом, метаболическими нарушениями, приемом стероидных препаратов.
  • Мониторинг гликемии. Предполагает определение концентрации глюкозы натощак и через 2 часа после еды. При СД 3 типа уровень глюкозы натощак будет в пределах нормы, а после еды повышен.
  • Оценка функции ПЖ. Проводится с помощью биохимического анализа с определением активности диастазы, амилазы, трипсина и липазы в крови. Показательны данные ОАМ: при панкреатогенном СД следы глюкозы и ацетона в моче обычно отсутствуют.
  • Инструментальные методы визуализации. УЗИ брюшной полости, МРТ поджелудочной железы позволяют оценить размеры, эхогенность, структуру ПЖ, наличие дополнительных образований и включений.

В эндокринологии дифференциальная диагностика заболевания проводится с сахарным диабетом 1 и 2 типа. СД 1 типа характеризуется резким и агрессивным началом болезни в молодом возрасте и выраженными симптомами гипергликемии. В анализе крови обнаруживаются антитела к бета-клеткам ПЖ. Отличительными чертами СД 2 типа будут являться ожирение, инсулинорезистентность, наличие С-пептида в крови и отсутствие гипогликемических приступов. Развитие диабета обоих типов не связано с воспалительными заболеваниями ПЖ, а также оперативными вмешательствами на органе.

Лечение панкреатогенного сахарного диабета

Для наилучшего результата необходимо проводить совместное лечение хронического панкреатита и сахарного диабета. Требуется навсегда отказаться от употребления алкогольных напитков и табакокурения, скорректировать питание и образ жизни. Комплексная терапия имеет следующие направления:

  • Диета. Режим питания при панкреатогенном диабете включает коррекцию белковой недостаточности, гиповитаминоза, электролитных нарушений. Пациентам рекомендовано ограничить потребление «быстрых» углеводов (сдобные изделия, хлеб, конфеты, пирожные), жареной, острой и жирной пищи. Основной рацион составляют белки (нежирные сорта мяса и рыбы), сложные углеводы (крупы), овощи. Пищу необходимо принимать небольшими порциями 5-6 раз в день. Рекомендовано исключить свежие яблоки, бобовые, наваристые мясные бульоны, соусы и майонез.
  • Возмещение ферментной недостаточности ПЖ. Применяются медикаменты, содержащие в разном соотношении ферменты амилазу, протеазу, липазу. Препараты помогают наладить процесс пищеварения, устранить белково-энергетическую недостаточность.
  • Прием сахароснижающих препаратов. Для нормализации углеводного обмена хороший результат дает назначение препаратов на основе сульфанилмочевины.
  • Послеоперационная заместительная терапия. После хирургических вмешательств на ПЖ с полной или частичной резекцией хвоста железы показано дробное назначение инсулина не более 30 ЕД в сутки. Рекомендованный уровень глюкозы крови — не ниже 4,5 ммоль/л из-за опасности гипогликемии. При стабилизации гликемии следует переходить на назначение пероральных сахароснижающих препаратов.
  • Аутотрансплантация островковых клеток. Осуществляется в специализированных эндокринологических медцентрах. После успешной трансплантации пациентам выполняется панкреатотомия или резекция поджелудочной железы.

Прогноз и профилактика

При комплексном лечении поражения ПЖ и коррекции гипергликемии прогноз заболевания положительный. В большинстве случаев удается достичь удовлетворительного состояния пациента и нормальных значений сахара крови. При тяжелых онкологических заболеваниях, радикальных операциях на железе прогноз будет зависеть от проведённого вмешательства и реабилитационного периода. Течение болезни отягощается при ожирении, алкоголизме, злоупотреблении жирной, сладкой и острой пищей. Для профилактики панкреатогенного сахарного диабета необходимо вести здоровый образ жизни, отказаться от спиртного, при наличии панкреатита своевременно проходить обследование у гастроэнтеролога.

У пациентов с СД 3 типа редко возникает кетоацидоз и кетонурия. Для больных панкреатогенным диабетом характерны частые непродолжительные приступы гипогликемии, которые сопровождаются чувством голода, холодным потом, бледностью кожных покровов, чрезмерным возбуждением, тремором. Дальнейшее падение уровня глюкозы крови вызывает помутнение или потерю сознания, развитие судорог и гипогликемической комы. При длительном течении панкреатогенного диабета формируются осложнения со стороны других систем и органов (диабетическая нейропатия, нефропатия, ретинопатия, ангиопатия), гиповитаминозы А, Е, нарушение метаболизма магния, меди и цинка.

Поджелудочная железа и сахарный диабет имеют тесную взаимосвязь. Поджелудочная железа продуцирует особый гормон – инсулин. При его недостаточном образовании либо нарушении чувствительности тканей к инсулину развивается такое заболевание, как сахарный диабет.

Поджелудочная железа является органом внутренней секреции и выполняет в организме две основные функции: экзокринную (секреция ферментов) и эндокринную (выработка гормонов). Также она выделяет панкреатический сок, который поступает в начальный отдел кишечника. Эта жидкость начинает вырабатываться через несколько минут после попадания пищи из пищевода в желудок. В зависимости от количества поступающей еды железой может вырабатываться от 500 мл до 2 л. пищеварительного сока.

К панкреатическим ферментам относятся:

  • Амилаза, сахараза, мальтаза. Они расщепляют сложные углеводы на простые: глюкозу и фруктозу. Уменьшают брожение и образование газов в кишечнике.
  • Лактаза. Способствует усвоению молочных продуктов.
  • Трипсин – фермент, катализирующий расщепление белков. В поджелудочной железе образуется в неактивном виде, иначе железа переваривала бы сама себя. Он активизируется только при поступлении в двенадцатиперстную кишку.
  • Липаза. Расщепляет жиры до легкоусвояемых жирных кислот, способствует всасыванию жирораствримых витаминов.

Количество вырабатываемых ферментов зависит от преобладания поступившей в организм пищи: белковой, углеводной или жирной. Это позволяет расщепить все поступающие вещества и улучшить их всасывание.

Вторая основная функция поджелудочной железы – выработка инсулина и глюкагона. Инсулин регулирует уровень глюкозы в крови и оказывает следующие действия: повышение артериального давления, увеличения числа сердечных сокращений.

При сахарном диабете структурных изменений в поджелудочной железе может и не наблюдаться. В основном при этом заболевании ухудшается функциональная способность органа. Размеры, эхогенность, контуры железы или другие изменения можно определить при помощи УЗИ или КТ.

При диабете 1 типа в начальной стадии нет никаких изменений: эхоструктура не нарушена, контуры ровные и четкие. По мере прогрессирования заболевания железа уменьшается в размерах, развивается вторичное сморщивание. Происходит замена нормальных клеток соединительной и жировой тканью, развивается липоматоз.

Сахарным диабетом называется патология, характеризующаяся абсолютной или относительной инсулиновой недостаточностью. Возможно развитие осложнений со стороны сосудов, нервной системы, внутренних органов, глаз. Абсолютная – характеризуется пониженной выработкой инсулина клетками поджелудочной железы. В крови его недостаточно, нарушается проникновение глюкозы в клетку. Развивается сахарный диабет 1 типа.

При относительной недостаточности количество вырабатываемого инсулина в норме, но нарушена чувствительность рецептов тканей к инсулину. Это так называемый сахарный диабет второго типа.

Симптомы, характерные для каждого из видов диабета указаны в таблице:

Признак 1 тип 2 тип
Повышенная жажда и выделение большого количества мочи. Является одним из основных признаков. Из-за недостаточной выработки инсулина уменьшается его количество в крови. Глюкоза не проникают в клетку, а свободно циркулирует в плазме. Избыток сахара выводится из организма с мочой, это вызывает обильное мочеиспускание. Эти симптомы не выражены либо могут быть вызваны другими причинами
Аппетит. Повышенный. Глюкоза является основным поставщиком энергии в организме. При недостатке инсулина сахар не может проникнуть через клеточную мембрану, следовательно, не усваивается клетками. Ткани недополучает углеводов и энергии. Повышен. Это наиболее опасно для диабета такого типа. Переедание провоцирует повышение уровня сахара в крови.
Изменение массы тела. Часто бывает резкое похудание на 10 — 15 кг за 2-3 месяца. Нарушается синтез белка, усиливается распад, его запасы истощаются. Это способствует снижению массы тела и мышечной массы. Нехарактерно. Больной страдает лишним весом или ожирением.
Зуд кожи. Выражен. Обычно кожа чешется в области половых органов, между пальцами, на сгибательных и разгибательных поверхностях суставов. Появляется очень часто.
Утомляемость, усталость. Глюкоза является основным источником энергии. При диабете она не может попасть в ткани, так как вырабатываются малое количество инсулина. Глюкоза остаётся циркулировать в крови. Организм не получает энергию Не характерно. Не характерно.
Нарушение зрения. В первую очередь поражаются мелкие кровеносные сосуды, развивается диабетическая ретинопатия. Возможно развитие глаукомы, катаракты, снижение зрения. Развивается постепенно. Могут быть возрастные болезни органов зрения.
Возраст. Чаще возникает у детей, подростков, молодых юношей и девушек. У лиц старше 45 лет, склонных к ожирению.
Начало заболевания. Быстрое, стремительное. Постепенное.

Характерным признаком диабета является запах ацетона изо рта. Этот признак возникает в результате кетоацидоза (скопления кетоновых тел в крови), возникает неприятный запах изо рта и от мочи.

При появлении хотя бы одного из подобных признаков необходимо проверить уровень сахара в крови и обратиться к врачу

Иногда могут появиться симптомы, свидетельствующие о нарушении работы поджелудочной железы: тошнота, рвота, непереваренные кусочки пищи в кале. В такой ситуации многие задумываются том, как можно почистить поджелудочную железу в домашних условиях.

Иногда может вырабатываться недостаточно веществ, способствующих расщеплению жиров, белков и углеводов. В этом случае назначается ферментативная замещающая терапия. К ней относится лекарства: панзинорм, фестал, креон. Также эти методы будут профилактировать развитие диабета 2 типа.

Диагностика включает в себя определение формы диабета, степени тяжести и наличие возможных осложнений. При подозрении на диабет назначаются следующие виды наследования:

  • Глюкоза крови натощак. В норме составляет 3,3 – 5,5 ммоль/л. Повышение этого показателя свыше 11 ммоль/л при отсутствии погрешности в диете позволяет поставить диагноз диабета без дальнейших обследований.
  • Сахар крови с нагрузкой. Забор крови производится натощак и через 2 часа после принятия внутрь раствора глюкозы. В норме он равен 7,8 моль/л. Все, что выше расценивается как преддиабетическое состояние или нарушение толерантности к глюкозе.
  • Сахар в моче. В норме его быть не должно. Глюкоза в моче определяется только при превышении почечного барьера (свыше 6 миллимоль на литр).
  • Гликозилированный гемоглобин. Определяет, было ли повышение сахара за последние 3 месяца. Кровь для этого анализа берется только из вены.

УЗИ – один из методов диагностики поджелудочной железы

Для диагностики возможных осложнений диабета проводят дополнительные методы исследования: осмотр глазного дна, УЗИ внутренних органов, электрокардиограмма.

Также производится взятие биохимия и общеклинических анализов.

Лечение диабета направлено на повышение уровня инсулина в крови, улучшение чувствительности тканей к глюкозе, нормализации обмена веществ и предупреждение осложнений. К основным методам лечения диабета 1 и 2 типа относятся:

Поэтому необходимо строго соблюдать назначенную лекарственную терапию.

Экзокринная функция этого органа подается коррекции.

Лечить и восстановить поджелудочную железу при хроническом панкреатите можно соблюдением строгой диеты и одновременным применением медикаментозных препаратов. Восстановить эндокринную функцию при сахарном диабете невозможно. Достижение “ремиссии” при этом заболевании возможно только при строгом соблюдении рекомендаций лечащего врача.

К медикаментозному лечению относится применение таблетированных форм, направленных на снижение сахара в крови, и инъекции инсулина.

  • Ультракороткого действия. Начинает работать через пять-десять минут после укола. После этого необходимо употребить пищу. Такие препараты редко применяют в комплексном лечении, так как они оказывают очень короткое инсулинснижающее действие. К ним относятся: апидра, новорапид.
  • Короткого действия. Актрапид, хумулин чаще используют в лечении диабета. Их вводят за 15-20 минут до еды. Дозу и количесто введения инсулина рассчитывается индивидуально.
  • Средней продолжительности. Такие лекарства, как протафан, инсуман обычно назначают утром и вечером за час-полтора до еды. Их эффект длится от 16 до 20 часов.
  • Продленный или пролонгированный. Левемир, лантус являются базисной терапией сахарного диабета. Вводятся один раз в день, эффект длится в течение суток. Они не имеют пиков активности и устанавливают равномерную концентрацию в крови.

Актрапид – препарат для лечения поджелудочной железы при сахарном диабета

Доза инсулина и часы приема устанавливаются врачом. Не рекомендуется допускать нарушения во времени введения инъекций. Это чревато развитием комы или возникновения иных осложнений.

Таблетки для лечения сахарного диабета делятся на две группы:

  • Увеличивающие выработку инсулина: гликлазид, глипизид.
  • Повышающие чувствительность тканей к инсулину: сиофор, метформин.

Полностью вылечиться от диабета невозможно. Лечение при этом диагнозе направлено в первую очередь на предотвращение осложнений. При диабете 2 типа с помощью коррекции питания, нормализации массы тела, умеренных физических нагрузок от гипергликемии можно успешно избавиться.

Необходимо помнить, что при применении народных методов нельзя отказываться от инсулина. Иначе возможно развитие серьезных осложнений, которые могут привести к летальному исходу.

Существует множество способов и методов, направленных на то, чтобы почистить поджелудочную железу народными средствами. Вот несколько из них:

  • Гречка. Нужно измельчить столовую ложку крупы, положить в миску, влить 1 стакан кефира. Закрыть крышкой и оставить на ночь. Утром полученную смесь выпить за 30 минут до еды.
  • Лавровый лист. 10 средних листков хорошо промыть под проточной холодной водой. Залить двумя стаканами кипятка. Настоять течение 12 часов, принимать по 50 мл 2 раза в день.
  • 1 крупный лимон, по 300 г чеснока и петрушки перекрутить на мясорубке. Поставить в холодное место, применять по одной чайной ложке 3 раза в день.

Поджелудочную железу также можно почистить при помощи трав. Чтобы знать, какой травяной сбор правильно очистит железу, необходимо проконсультироваться с врачом. Часто применяют следующее травы:

  • Липа. Одну столовую ложку цветков липы заваривают одним стаканом крутого кипятка. Настаивают, процеживают и пьют вместо чая на протяжении нескольких недель.
  • Листья облепихи вечером заливают кипятком. Настаивают до утра, пьют по одной трети стакана два раза в день.
  • Одну чайную ложку мяты и две столовые ложки расторопши заливают кипятком. Настой принимают по 1 столовой ложке 3 раза в день.
  • По столовой ложке зверобоя, плодов шиповника, душица и бузины заливают 500 мм кипятка. Настаивают в течение 10 -12 часов, пьют по 1/3 ст. 3 раза в сутки.
  • Ромашку заваривают и пьют вместо чая.

Отвар липа – народное средство для лечения поджелудочной железы при сахарном диабете

Применение таких средств обязательно нужно проводить под строгим контролем сахара в крови, чтобы не допустить его резких скачков.

К осложнениям этого заболевания относятся:

  • Поражение сосудов: ангиопатия, ретинопатия, нефропатия.
  • Поражение периферических нервов, развитие полинейропатии.
  • Нарушение кровообращения в нижних конечностях, формирование «диабетической» стопы и трофических язв.
  • Гипергликемическое состояние. Развивается при резком повышении сахара и кетоновых тел в крови.
  • Гипогликемическая кома. Наступает при значительном понижении сахара, чаще связано с передозировкой инсулина.

Адекватное лечение и постоянный самоконтроль уровня сахара в крови помогут предотвратить возможные осложнения.

Чтобы минимизировать вероятность развития этой патологии необходимо соблюдать некоторые правила:

  • Ограничение углеводов и жиров.
  • Физическая активность.
  • Нормализация массы тела.
  • Отказ от вредных привычек.
    • Частое дробное питание малыми порциями.
    • Отсутствие стрессов.
    • Витаминотерапия.

Полностью предотвратить развитие этого заболевания нельзя, поскольку оно имеет наследственную предрасположенность. Однако путем соблюдения вышеперечисленных мер можно уменьшить факторы риска развития сахарного диабета.

45. Эндокринная функция поджелудочной железы; гормоны, их роль в регуляции обмена веществ. Сахарный диабет.

Поджелудочная железа относится к железам со смешанной функцией. Эндокринная функция осуществляется за счет продукции гормонов панкреатическими островками (островками Лангерганса). Островки расположены в хвостовой части железы, и немного в головном отделе. В островках имеется несколько типов клеток: a, b, d. a-Клетки вырабатывают глюкагон, b-клетки продуцируют инсулин, d-клетки синтезируют соматостатин, который угнетает секрецию инсулина и глюкагона

Инсулин влияет на все виды обмена веществ, но прежде всего на углеводный. происходит уменьшение концентрации глюкозы в плазме крови (гипогликемия), способствует превращению глюкозы в гликоген в печени и мышцах (гликогенез). Он активирует ферменты, участвующие в превращении глюкозы в гликоген печени, и ингибирует ферменты, расщепляющие гликоген. повышает проницаемость клеточной мембраны для глюкозы, что усиливает ее утилизацию; угнетает активность ферментов, обеспечивающих глюконеогенез, за счет чего тормозится образование глюкозы из аминокислот.;стимулирует синтез белка из аминокислот и уменьшает катаболизм белка; регулирует жировой обмен.

Образование инсулина регулируется уровнем глюкозы в плазме крови. Гипергликемия способствует увеличению выработки инсулина, гипогликемия уменьшает образование и поступление гормона в кровь. Некоторые гормоны желудочно-кишечного тракта увеличивают выход инсулина. Блуждающий нерв и ацетилхолин усиливают продукцию инсулина, симпатические нервы и норадреналин подавляют секрецию.

Антагонистами инсулина по характеру действия на углеводный обмен являются глюкагон, АКТГ, соматотропин, глюкокортикоиды, адреналин, тироксин. Введение этих гормонов вызывает гипергликемию.

Недостаточная секреция инсулина приводит к заболеванию, которое получило название сахарного диабета. У больных нарушается не только углеводный, но и белковый и жировой обмен. Усиливается липолиз с образованием большого количества несвязанных жирных кислот, происходит синтез кетоновых тел. Катаболизм белка приводит к снижению массы тела. Интенсивное образование кислых продуктов расщепления жиров и дезаминирования аминокислот в печени могут вызвать сдвиг реакции крови в сторону ацидоза и развитие гипергликемической диабетической комы, которая проявляется потерей сознания, нарушениями дыхания и кровообращения.

Строение поджелудочной железы и её эндокринной части. Действие инсулина на обменные процессы в организме. Роль инсулина, глюкагона и соматостатина в гомеостазе. Сущность и клинические проявления гипергликемии и гипогликемии. Типы сахарного диабета.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Учреждение образования «Гомельский государственный медицинский университет»

Кафедра нормальной физиологии

На тему: Эндокринная функция поджелудочной железы

4. Роль инсулина, глюкагона и соматостатина в гомеостазе

5.1 Степени тяжести гипергликемии

6.3 Клинические проявления

6.4 Первая помощь и лечение

Поджелудочная железа расположена на задней стенке брюшной полости, позади желудка и простирается от двенадцатиперстной кишки до ворот селезенки. Длина ее составляет около 15 см, масса — около 100 г. В поджелудочной железе различают головку, располагающуюся в дуге двенадцатиперстной кишки, тело и хвост, достигающий ворот селезенки и лежащий ретроперитонеально. Кровоснабжение поджелудочной железы осуществляется селезеночной и верхней мезентериальной артерией. Венозная кровь поступает в селезеночную и верхнюю мезентериальную вены. Иннервируется поджелудочная железа симпатическими и парасимпатическими нервами, терминальные волокна которых контактируют с клеточной мембраной островковых клеток.

Эндокринная часть поджелудочной железы образована лежащими между ацинусов панкреатическими островками, или островками Лангерганса.

Островки состоят из клеток — инсулоцитов, среди которых на основании наличия в них различных по физико-химическим и морфологическим свойствам гранул выделяют 5 основных видов:

· бета-клетки, синтезирующие инсулин;

· альфа-клетки, продуцирующие глюкагон;

Вы нашли ответ на свой вопрос?
Да, спасибо
75.76%
Еще нет
21.21%
Проконсультируюсь со специалистом
3.03%
Проголосовало: 33

· дельта-клетки, образующие соматостатин;

· PP-клетки, вырабатывающие панкреатический полипептид.

Островки Лангерганса, составляют около 1-3 % массы железы (от 1 до 1,5 млн.). Диаметр каждого — около 150 мкм. В одном островке содержится от 80 до 200 клеток. В-клетки локализуются в центре островка, а остальные — по его периферии. Основную массу — 60 % клеток — составляют В-клетки, 25 % — А-клетки, 10 % — D-клетки, остальные — 5 % массы.

Он образуется в В-клетках из его предшественника — проинсулина, который синтезируется на рибосомах грубой эндоплазматической сети. Предшественником проинсулина в процессе его биосинтеза является препроинсулин. Он быстро превращается в проинсулин на полисомах.

Самый мощный стимулятор секреции инсулина — глюкоза, которая взаимодействует с рецепторами цитоплазматической мембраны. Ответ инсулина на ее воздействие является двухфазным: первая фаза — быстрая — соответствует выбросу запасов синтезированного инсулина (1-й пул), вторая — медленная — характеризует скорость его синтеза (2-й пул). Сигнал от цитоплазматического фермента — аденилатциклазы — передается на систему цАМФ, мобилизующую из митохондрий кальция, который принимает участие в освобождении инсулина. Кроме глюкозы, стимулирующим влиянием на освобождение и секрецию инсулина обладают: аминокислоты (аргинин, лейцин), глюкагон, гастрин, секретин, панкреозимин, желудочный ингибирующий полипептид, неиротензин, бомбезин, сульфаниламидные препараты, бета-адреностимуляторы, глюкокортикоиды, СТГ, АКТГ. Подавляют секрецию и освобождение инсулина: гипогликемия, соматостатин, никотиновая кислота, диазоксид, альфа-адреностимуляция, фенитоин, фенотиазины.

Инсулин в крови находится в свободном (иммунореактивный инсулин, ИРИ) и связанном с белками плазмы состоянии. Деградация инсулина происходит в печени (до 80 %), почках и жировой ткани под влиянием глютатионтрансферазы и глютатионредуктазы (в печени), инсулиназы (в почках), протеолитических ферментов (в жировой ткани). Проинсулин также подвергаются деградации в печени, но значительно медленнее.

Инсулин дает множественный эффект на инсулинзависимые ткани (печень, мышцы, жировая ткань). На почечную и нервную ткани, хрусталик, эритроциты он не оказывает непосредственного действия. Инсулин является анаболическим гормоном, усиливающим синтез углеводов, белков, нуклеиновых кислот и жира.

Действие инсулина на углеводный обмен проявляется:

1) повышением проницаемости мембран в мышцах и жировой ткани для глюкозы,

2) активацией утилизации глюкозы клетками;

3) усилением процессов фосфорилирования;

4) подавлением распада и стимуляцией синтеза гликогена;

5) угнетением глюконеогенеза;

6) активацией процессов гликолиза;

Действие инсулина на белковый обмен состоит в:

1) повышении проницаемости мембран для аминокислот;

3) активации в печени синтеза аминокислот;

4) повышении синтеза и подавлении распада белков.

1) стимуляция синтеза свободных жирных кислот из глюкозы;

2) стимуляция синтеза триглицеридов;

3) подавление распада жира;

4) активация окисления кетоновых тел в печени.

Биологический эффект инсулина обусловлен его способностью связываться со специфическими рецепторами клеточной цитоплазматической мембраны. После соединения с ними сигнал через встроенный в оболочку клетки фермент — аденилатциклазу — передается на систему АМФ, которая при участии кальция и магния регулирует синтез белка и утилизацию глюкозы.

Базальная концентрация инсулина, определяемая радиоиммунологически, составляет у здоровых 15-20 мкЕД/мл. После пероральной нагрузки глюкозой (100 г) уровень его через 1 ч повышается в 5-10 раз по сравнению с исходным. Скорость секреции инсулина натощак составляет 0,5-1 ЕД/ч, а после приема пищи увеличивается до 2,5-5 ЕД/ч. Секрецию инсулина увеличивает парасимпатическая и уменьшает симпатическая стимуляция.

сахарный диабет гипергликемия гипогликемия инсулин

Он расщепляется в организме при помощи протеолитических ферментов. Секрецию глюкагона регулируют: глюкоза, аминокислоты, гастроинтестинальные гормоны и симпатическая нервная система. Ее усиливают: гипогликемия, аргинин, гастроинтестинальные гормоны, особенно панкреозимин, факторы, стимулирующие симпатическую нервную систему (физическая нагрузка и др.), уменьшение содержания в крови СЖК.

4. Роль инсулина, глюкагона и соматостатина в гомеостазе

В энергетическом балансе организма основную роль играют инсулин и глюкагон, которые поддерживают его на определенном уровне при различных состояниях организма. Во время голодания уровень инсулина в крови понижается, а глюкагона — повышается, особенно на 3-5-й день голодания (примерно в 3-5 раз). Увеличение секреции глюкагона вызывает повышенный распад белка в мышцах и увеличивает процесс глюконеогенеза, что способствует пополнению запасов гликогена в печени. Таким образом, постоянный уровень глюкозы в крови, необходимый для функционирования мозга, эритроцитов, мозгового слоя почек, поддерживается за счет усиления глюконеогенеза, гликогенолиза, подавления утилизации глюкозы другими тканями под влиянием увеличения секреции глюкагона и уменьшения потребления глюкозы инсулинзависимыми тканями в результате снижения продукции инсулина. В течение суток мозговая ткань поглощает от 100 до 150 г глюкозы. Гиперпродукция глюкагона стимулирует липолиз, что повышает в крови уровень СЖК, которые используются сердечной и другими мышцами, печенью, почками в качестве энергетического материала. При длительном голодании источником энергии становятся и кетокислоты, образующиеся в печени. При естественном голодании (в течение ночи) или при длительных перерывах в приеме пищи (6-12 ч) энергетические потребности инсулинзависимых тканей организма поддерживаются за счет жирных кислот, образующихся во время липолиза.

После приема пищи (углеводистой) наблюдаются быстрое повышение уровня инсулина и уменьшение содержания глюкагона в крови. Первый вызывает ускорение синтеза гликогена и утилизацию глюкозы инсулинзависимыми тканями.

Белковая пища (например, 200 г мяса) стимулирует резкий подъем концентрации в крови глюкагона (на 50-100 %) и незначительный — инсулина, что способствует усилению глюконеогенеза и увеличению продукции глюкозы печенью.

Гимпергликемимя (от др.-греч. хрес — сверху, над; глхкэт — сладкий; б?мб — кровь)— клинический симптом, обозначающий увеличение содержания глюкозы в сыворотке крови по сравнению с нормой в 3,3—5,5 ммоль/л.

5.1 Степени тяжести гипергликемии

Степени тяжести гипергликемии:

· лёгкая гипергликемия — 6,7—8,2 ммоль/л;

· средней тяжести — 8,3—11,0 ммоль/л;

· тяжёлая — свыше 11,1 ммоль/л;

· при показателе свыше 16,5 ммоль/л развивается прекома;

· при показателе свыше 55,5 наступает гиперосмолярная кома.

Для лиц с длительно текущими нарушениями углеводного обмена эти значения могут несколько отличаться.

Хроническая гипергликемия, которая персистирует независимо от состояния больного, чаще всего бывает в случае сахарного диабета, и фактически является основной характеристикой этого заболевания.

Острый эпизод гипергликемии без видимой причины может показывать на манифестацию сахарного диабета или предрасположению к нему. Эта форма гипергликемии вызвана недостаточным уровнем инсулина. Этот низкий уровень инсулина ингибирует транспорт глюкозы через клеточные мембраны, благодаря чему уровень свободного сахара в крови повышается.

Нарушения в питании могут привести к острой недиабетической гипергликемии, например, при нервной булимии, когда человек не контролирует количество съеденной пищи и, соответственно, получает огромную калорийность за один прием пищи. Таким образом, из пищи поступает большое количество простых и сложных углеводов.

Некоторые лекарственные вещества способны увеличивать риск развития гипергликемии: в-блокаторы, тиазидные диуретики, кортикостероиды, ниацин, фентамидин, ингибиторы протеаз, L-аспарагиназа и некоторые антидепрессанты.

Биотин-авитаминоз также увеличивает риск развития гипергликемии.

У большинства пациентов, перенесших острый стресс (инсульт или инфаркт миокарда), гипергликемия способна развиться даже вне рамок диагноза «сахарный диабет». Наблюдения за пациентами и исследования на животных показали, что подобная постстрессовая гипергликемия ассоциирована с более высокой летальностью при инсульте и инфаркте.

Гипергликемия может развиваться на фоне инфекции и воспалительного процесса или стресса. Запускают этот процесс эндогенные контринсулиновые гормоны (катехоламины, глюкокортикоиды и другие). Поэтому повышение уровня глюкозы в крови не должно сразу расцениваться как сахарный диабет 2-го типа — для начала следует исключить все другие причины (в том числе и сахарный диабет у детей, который часто манифестирует именно в подобных ситуациях).

Уровни глюкозы измеряются в миллиграммах на децилитр (мг/дл) в некоторых странах (например, США, Германия, Япония, Франция, Израиль, Египет, Колумбия); или в миллимолях на литр (ммоль/л), как в странах бывшего СССР.

В публикациях в научных журналах обычно используется ммоль/л. Коэффициент перерасчёта из ммоль/л в мг/дл равен 18. Некоторые примеры соответствия:

Уровни глюкозы изменяются до и после приёмов пищи, и неоднократно в течение дня; определение «нормы» различно. Вообще, нормальный диапазон для большинства людей (здоровые взрослые) является приблизительно 4—7 ммоль/л. Длительные более высокие уровни сахара в крови приводят к поражению кровеносных сосудов и органов, которые они кровоснабжают, приводя к осложнениям диабета. Хроническая гипергликемия может быть измерена с помощью определения уровня гликозилированного гемоглобина.

Следующие признаки могут быть связаны с острой или хронической гипергликемией, первые три включены в классическую гипергликемическую триаду:

· Полидипсия — жажда, особенно чрезмерная жажда

· Полиурия — частое мочеиспускание

· Плохое заживление ран (порезы, царапины, и т.д.)

· Вялотекущие инфекции, плохо поддающиеся стандартной терапии, такие как влагалищный кандидоз или наружный отит

Признаки острой гипергликемии могут включать:

· Обезвоживание из-за глюкозурии и осмотического диуреза.

В большинстве случаев лечение предусматривает введение инсулина, а также лечение основного заболевания, вызвавшего гипергликемию.

Гипогликемимя (от др.-греч. ?рь — снизу, под + глхкэт — сладкий + б?мб —кровь) — патологическое состояние, характеризующееся снижением концентрации глюкозы в крови ниже 3,5 ммоль/л, периферической крови ниже нормы (3,3 ммоль/л), вследствие чего возникает гипогликемический синдром.

· нерациональное питание со злоупотреблением рафинированными углеводами, с резко выраженным дефицитом клетчатки, витаминов, минеральных солей;

· лечение сахарного диабета инсулином, пероральными сахароснижающими препаратами при передозировке;

· недостаточный или поздний прием пищи;

· необычная физическая нагрузка;

· критическая недостаточность органа: почечная, печеночная или сердечная недостаточность, сепсис, истощение;

· гормональная недостаточность: кортизол, гормон роста или они оба, глюкагон + адреналин;

· опухоль (инсулинома) или врождённые аномалии — клеточная гиперсекреция, аутоиммунная гипогликемия, эктопическая секреция инсулина;

· гипогликемии у новорожденных и детей;

· внутривенное введение физраствора капельницей.

Механизм развития гипогликемии может значительно отличаться в зависимости от этиологии. Так, например, при употреблении этанола, наблюдается следующая картина.

Метаболизм этанола в печени катализируется алкогольдегидрогеназой. Кофактором этого фермента служит НАД — вещество, необходимое для глюконеогенеза. Прием этанола приводит к быстрому расходованию НАД и резкому торможению глюконеогенеза в печени. Поэтому алкогольная гипогликемия возникает при истощении запасов гликогена, когда для поддержания нормогликемии особенно необходим глюконеогенез. Такая ситуация наиболее вероятна при недостаточном питании. Чаще всего алкогольная гипогликемия наблюдается у истощенных больных алкоголизмом, но бывает и у здоровых людей после эпизодических приемов большого количества алкоголя или даже небольшой дозы алкоголя, но натощак. Необходимо подчеркнуть, что алкоголь снижает концентрацию глюкозы в плазме больных с нормальной функцией печени. Особенно чувствительны к алкоголю дети.

6.3 Клинические проявления

· Возбуждение и повышенная агрессивность, беспокойство, тревога, страх

· Тремор (мышечная дрожь), мышечный гипертонус

· Мидриаз (расширение зрачка)

· Бледность кожных покровов

· Гипертензия (повышение артериального давления).

В 1869 г. Пауль Лангерганс гистологически идентифицировал островковые клетки, составляющие эндокринную часть поджелу­дочной железы. Это открытие было сделано через 20 лет после классических исследований Минковского и фон Меринга, пока­завших, что панкреатэктомия приводит к развитию диабета. Оно на 52 года опередило открытие инсулина в качестве продукта внутренней секреции поджелудочной железы, сделанное Banting и Best . Значение секреции островковых клеток для патологии человека подчеркивается тем обстоятельством, что, как установ­лено в настоящее время в США, сахарный диабет занимает 3-е место среди основных причин смертности, служит главной причиной слепоты, а также увеличивает риск поражений коро­нарных артерий в 4 раза или более [1].

Островки Лангерганса содержат примерно 2 млн. гроздьев бледных клеток, составляющих менее 2% от общего объема под­желудочной железы и рассеянных среди ацинарных клеток ее. По результатам исследований, проведенных с помощью гистохи­мических, ультраструктурного и иммунофлюоресцентного мето­дов, а также по продуктам гормональной секреции островковые клетки делят на три разных типа (табл. 10—1): a -клетки (А-клетки или a -2-клетки), продуцирующие глюкагон; b — клетки, проду­цирующие инсулин, и D-клетки ( D -клетки или a -1-клетки), про­дуцирующие гастрин и соматостатин. Клетки всех трех типов содержат цитоплазматические гранулы в окруженных мембраной пузырьках. С помощью гистохимических методик b — клетки мож­но выявить по их окрашиваемости альдегидфуксином и отсутст­вию окрашивания нитратом серебра в реакции, предложенной Hillman — Hellerstrom . Ни a -, ни D-клетки не окрашиваются аль-

Таблица 10—1. Островковые клетки поджелудочной железы

Плотная серд­цевина, блед­но окрашен­ная перифе­рия

Кристалловид­ные, плейо-морфные

Гомогенные, низкой плот­ности, запол­няющие мем­брану

дегидфуксином, но последние являются аргирофильными при окрашивании нитратом серебра [2]. При ультраструктурном ис­следовании гранулы в a -клетках обнаруживают электронноплотную сердцевину с более бледными краями, в b — клетках выявля­ются кристаллоподобные плейоморфные гранулы, тогда как D-клетки содержат менее плотные однообразные гранулы, рас­пространяющиеся до ограничивающей пузырек мембраны (рис. 10—1). Считается, что разнообразные островковые клетки возникают из нервного гребешка и вместе с другими секреторны­ми клетками (например, клетки передней доли гипофиза, мозго­вого слоя надпочечников, парафолликулярные клетки щитовид­ной железы) принадлежат к семейству, называемому APUD famine precursor uptake and decarboxylation ) [3].

Из различных патологических состояний, связанных с нару­шениями эндокринной функции поджелудочной железы, сахар­ный диабет, характеризующийся абсолютной или относительной недостаточностью инсулина, по частоте намного опережает все остальные и служит главным предметом настоящей главы. На­рушения секреции глюкагона при диабете часто являются вто­ричными и только в очень редких случаях (например, при син­дроме глюкагономы) могут быть первичным фактором, опреде­ляющим нарушения обмена веществ. Они также рассматриваются далее. Последствия избыточной секреции гастрина в разделе во­обще не анализируются, а клинические синдромы, связанные с опухолями инсулинпродуцирующих b — клеток, рассматриваются в следующей главе.

Поскольку сахарный диабет характеризуется изменениями об­мена в организме всех основных энергетических веществ (угле­воды, жиры и белки) и сопровождается первичными или вторич­ными нарушениями секреции разнообразных гормонов (инсулин, глюкагон, катехоламины, гормон роста и кортизол) и/или чувст­вительности к ним, постольку следует проанализировать нормаль­ную физиологию этих субстратов и гормонов.

Рис. 10—1. Электронная микрофотография уча­стка неизмененного ост­ровка поджелудочной железы (человека), со­держащего a -, b — и D -клетки. В секреторных гранулах a -клеток (спра­ва вверху) можно ви­деть плотную централь­ную часть и бледно окрашенную перифе­рию. В b — клетках (сле­ва) содержатся плейо­морфные гранулы с кристалловидным мат­риксом. В D -клетках (в центре) секреторные гранулы гомогенны и заполняют пузырьки. Видна также D -клетка с гранулами, содержащи­ми, как полагают, гаст­рин (по Lacy P . E ., Creider М. Я. — In : DeGroot L . J . et al . ( eds ). En ­ docrinology , vol . 2. New York , Grune a . Stratton 1979).

Углеводы представляют собой молекулы, состоящие из трех уг­леродных атомов или более, соединенных с атомами водорода и кислорода в отношении H 2 O 1, или простые производные этих ис­ходных молекул. Большинство жителей Америки и Западной Ев­ропы получают с продуктами питания 40—45% калорий в виде углеводов.

Несмотря на разнообразие форм и пищевых источников углеводов, конечными продуктами переваривания, которые всасы­ваются в кишечнике, являются гексозы: глюкоза, фруктоза и га­лактоза. Из этих простых Сахаров глюкоза по своей распро­страненности в качестве углеводного компонента пищи намного превосходит все остальные.

Поскольку внутри клеток свободная глюкоза как таковая практически отсутствует, вся поглощаемая тканями глюкоза под­вергается метаболическим превращениям (рис. 10—2). Основны­ми путями метаболизма проникшей в клетку глюкозы являются 1 — накопление в виде гликогена; 2 — окисление через гликоли­тический (анаэробный) путь до пирувата и лактата; 3 — окисле­ние через аэробный цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса) или в меньшей степени через пентозный цикл до СО2; 4—пре-

Рис. 10—2. Основные пути метаболизма глюкозы у человека. вращение в жирные кис­лоты и накопление в виде триглицеридов (синтез жи­ра); 5—высвобождение из клетки в виде свободной глюкозы.

Независимо от после­дующих путей метаболиз­ма первой внутриклеточ­ной реакцией, в которой участвует глюкоза, явля­ется ее фосфорилирование в глюкозо-6-фосфат (см. рис. 10—2). В печени эта реакция контролируется двумя ферментами: гексокиназой и глюкокиназой. Гексокиназа, не специфичная в том отношении, что может воздействовать не толь­ко на глюкозу, но и на фруктозу, имеет КМ 10

5 М; это свидетель­ствует о том, что полунасыщение фермента происходит при кон­центрации глюкозы всего лишь 0,18 мг/100 мл. С другой стороны, глюкокиназа, катализирующая фосфорилирование глюкозы, при­мерно в 4 раза активнее, чем фруктозы, имеет КМ 10

2 М, так что ее полунасыщение происходит лишь при повышении окружающей концентрации глюкозы до 180 мг/100 мл. Различия КМ этих двух ферментов играют решающую роль, поскольку в физиологических условиях гексокиназа всегда функционирует в состоянии, близком к насыщению, тогда как степень насыщенности глюкокиназы уве­личивается при физиологическом увеличении концентрации глю­козы в плазме. Активность гексокиназы в разных физиологических условиях весьма стабильна, а активность глюкокиназы снижается при голодании или диабете и повышается под влиянием инсулина. В мышцах и жировой ткани, непроницаемых для глюкозы,.присутствует только гексокиназа обладающая низкой КМ. В этих тканях ограничивающим скорость этапом метаболизма глюкозы независимо от её последующих превращений является транс­порт сахара в клетку — процесс, регулируемый инсулином (см. ниже).

Внутри клеток углеводы накапливаются в форме гликогена — по­лисахарида, состоящего из глюкозильных единиц, связанных 1,4-связями, с ответвлениями, начинающимися с 1,6-глюкозильных связей. Присоединение глюкозильных остатков с помощью 1,4-связей представляет собой ограничивающую скорость стадию синтеза гликогена и требует в качестве матрицы полисахаридной цепи, состоящей не менее чем из 4 остатков глюкозы. Реакция зависит от активности фермента гликогенсинтетазы, существую­щей в активной и неактивной формах. Фосфорилирование гли­когенсинтетазы инактивирует фермент, тогда как его активация связана с потерей фосфатных групп. Таким образом, активность гликогенсинтетазы находится в обратной зависимости от внутри­клеточного уровня циклического аденозин-3,5-монофосфата (цАМФ), который способствует фосфорилированию белков, ак­тивируя протеинкиназу. Поскольку тканевой уровень цАМФ мо­жет изменяться под действием глюкорегуляторных гормонов (по­вышается под влиянием глюкагона и адреналина и высвобождает­ся от такой гормональной индукции под влиянием инсулина), то активность гликогенсинтетазы представляет собой ключевой пункт регуляции отложения глюкозы в печени. В вопросе о том, опосредуются ли изменения активности гликогенсинтетазы глав­ным образом гормонами (например, инсулином, глюкагоном или адреналином) или субстратом (глюкоза), имеются противоречия. Hers выдвинул гипотезу, согласно которой увеличение концент­рации глюкозы в клетке само по себе может повышать актив­ность гликогенсинтетазы [4]. Такой эффект глюкозы (в присут­ствии пермиссивных концентраций инсулина) подтверждается исследованиями на перфузируемой печени, в которых повышение концентрации глюкозы с 40 до 50 мг/100 мл приводит к погло­щению сахара печенью без изменения уровня инсулина. Кроме того, результаты исследования у человека in vivo свидетельству-» ют о том, что хотя выраженная гиперинсулинемия в отсутствие гипергликемии и угнетает продукцию глюкозы печенью, это со­провождается минимальным поглощением сахара печенью. В то же время одновременная гипергликемия повышает «чистое» по­глощение глюкозы печенью [5]. Как будет показано, «чистый» баланс глюкозы через печень определяется, по всей вероятности, как уровнем глюкозы, так и глюкорегуляторными гормонами.

Рис. 10—3. Регуляция синтеза и распада гликогена. Образование гликогена требует активации гликогенсинтетазы и инактивации фосфорилазы. Эти процессы стимулируются глюкозой и/или инсулином. Распад гликогена тре­бует активации фосфорилазы и инактивации гликогенсинтетазы. Эти про­цессы стимулируются снижением уровня глюкозы и/или инсулина и повы­шением концентрации глюкагона и адреналина. Глюкагон действует опо­средованно с помощью механизма образования цАМФ, тогда как адреналин может действовать с помощью как этого (показано на рисунке), так и дру­гих механизмов (по Felig P .— In : Bondy Р. К., Rosenberg L . ( eds ).— Metabolic Control and Disease, 8th ed. Philadelphia, W. B. Saunders, 1979).

в а активность фосфорилазы, как и гликогенсинтетазы, может влиять изменение концентрации глюкозы в крови независимо от изменения уровня гормонов или цАМФ [4]. Так, у здоровых лиц в условиях поддержания исходной концентрации инсулина по­вышение уровня глюкозы в плазме само по себе угнетает глико­генолиз предположительно за счет снижения активности фосфо­рилазы [7].

Отделившийся от гликогена глюкозо-1-фосфат превращается в глюкозо-6-фосфат, который может затем вступать на гликолити­ческий путь (см. далее) или превращаться в свободную глюкозу. Последняя реакция катализируется глюкозо-6-фосфатазой, присут­ствующей в печени, но не в мышце. В результате стимуляция гликогенолиза в печеночной ткани приводит к высвобождению свободной глюкозы. В отличие от этого гликогенолиз в мышечной ткани приводит к высвобождению лактата и пирувата, поскольку глюкозо-6-фосфат, образовавшийся при гликогенолизе, не может превращаться в свободную глюкозу, а вступает на гликолитиче­ский путь. Таким образом, в условиях адекватного действия раз­нообразных ферментов молекула гликогена уменьшается в разме­рах, а глюкоза, лактат и пируват поступают в кровоток.

Гликолизом называется анаэробный распад глюкозы до пирувата и лактата. Этот катаболический процесс был первой выясненной ферментативной системой и его часто называют путем Эмбдена — Мейергофа. Он представляет собой механизм, с помощью которого химическая энергия, накопленная в виде глюкозы, ста­новится доступной для клеточных функций в форме макроэргического фосфата АТФ в результате окислительно-восстановитель­ных реакций, которые могут протекать в отсутствие кислорода. Конечным продуктом гликолиза в анаэробных условиях являет­ся лактат. В аэробных же условиях его конечный продукт — пируват, который, превращаясь в ацетил-СоА, проникает в цикл трикарбоновых кислот, или цикл Кребса, и окисляется до СО2. Ферменты, принимающие участие в гликолизе, локализуются в цитоплазме и широко представлены практически во всех клетках организма. Однако в количественном отношении гликолиз пред­ставляет собой основной путь утилизации глюкозы только в клет­ках определенных типов: 1) эритроцитах, лишенных способности аэробного окисления; 2) скелетных мышцах, особенно в период интенсивного сокращения; 3) сердечной мышце в условиях недо­статочной перфузии (например, при поражении коронарных ар­терий).

Общий распад глюкозы до двух молекул лактата включает три одновременных и координированных процесса: 1) распад 6-углеродного скелета глюкозы — альдегида через ряд ферментативных стадий на две молекулы 3-углеродной молочной кислоты; 2) пе­ренос энергии, приводящий к «чистому» синтезу АТФ; 3) перенос электронов через ряд окислительно-восстановительных реакций.

Из 11 ферментативных реакций превращения глюкозы в мо­лочную кислоту только три являются термодинамически необра­тимыми и тем самым представляют собой потенциально регуля­торные пункты: 1) гексокиназа; 2) фосфофруктокиназа, катализирующая образование фруктозо-1, 6-дифосфата из фруктозо-1-фосфата; 3) пируваткиназа, катализирующая образование пирувата из фосфоенолпирувата. Фосфофруктокиназа является аллостерическим ферментом, стимулируемым АДФ и АМФ и ин­гибируемым большими концентрациями АТФ, цитрата и длинно­цепочечных жирных кислот [8]. Таким образом, в условиях из­бытка АТФ или ускоренного аэробного окисления, приводящего к накоплению цитрата, фосфофруктокиназа ингибируется и гли­колиз тормозится (пастеровский эффект). В противоположность этому при дефиците в клетке АТФ и торможении аэробного окис­ления фосфофруктокиназа стимулируется. Следует отметить, что хотя гексокиназная реакция также необратима, главную роль в гликолитическом пути играет все же фосфофруктокиназная реак­ция, поскольку глюкозо-6-фосфат может вступать не только в процесс гликолиза, но и в другие ферментативные превращения (см. рис. 10—2). Вследствие своей необратимости, аллостериче­ской модуляции и положения в ферментативной последователь­ности фосфофруктокиназная реакция представляет собой наибо­лее важный пункт регуляции гликолиза. Например, повышение активности фосфофруктокиназы в результате снижения уровня АТФ, вызванного сокращением мышцы, является главным меха­низмом, с помощью которого мышечная работа стимулирует гли­колиз.

Последняя стадия гликолиза это — превращение пирувата в лактат под действием лактатдегидрогеназы. В этой восстанови­тельной реакции НАД-Н, образованный ранее в процессе глико­лиза (при окислении глицеральдегида-3-фосфата в 3-фосфоглицерат), вновь превращается в НАД. Равновесие реакции сдвинуто в сторону образования лактата. Значение этой реакции заключа­ется в том, что она создает возможность продолжения гликолиза, поставляя НАД за счет образования лактата. Молочная кислота, образующаяся при гликолизе, свободно диффундирует из клетки и проникает в кровоток.

Этим термином называют образование глюкозы из неуглеводных источников. Основными субстратами-предшественниками, из ко­торых могла бы образоваться глюкоза, являются пируват, лактат, глицерин, жирные кислоты с нечетным числом углеродных ато­мов и аминокислоты. Что касается последних, то все входящие в состав тканевых белков аминокислоты, за исключением лейцина, в конце концов действительно могут превращаться в глюкозу. Однако поглощение печенью аминокислот таково, что главным глюкогенным субстратом, высвобождаемым из периферических белковых запасов, является аланин. Жирные кислоты с четным числом углеродных атомов (составляющие более 95% от общего содержания жирных кислот) в печени млекопитающих не могут превращаться в глюкозу из-за отсутствия ферментов, необходи­мых для синтеза 4-углеродных дикарбоновых кислот из ацетил-СоА de novo .

За исключением глицерина любые предшественники глюконео­генеза прежде чем превратиться в глюкозу должны превратиться в пируват и/или оксалацетат. Ферментативные стадии образова­ния глюкозы из пирувата отличаются от тех, из которых состоит гликолиз, по трем пунктам, в которых происходят термодинами­чески необратимые реакции (рис. 10—4): 1) дефосфорилирование фосфоенолпирувата с образованием пирувата; 2) фосфорилирова­ние фруктозо-1-фосфата с образованием фруктозо-1,6-дифосфата; 3) фосфорилирование глюкозы с образованием глюкозо-6-фосфата. Биологическая обратимость достигается с помощью четырех фер­ментов, принимающих участие только в глюконеогенезе: пируваткарбоксилазы, фосфоэнолпируваткарбоксикиназы; фруктозо-1,6-дифосфатазы и глюкозо-6-фосфатазы. Реакции, катализируемые этими ферментами, — ключевые регуляторные этапы глюконеоге­неза, и протекают они в печени, почках и эпителии кишечника, но не в мышцах или в сердце. С количественной стороны наибо­лее важным местом глюконеогенеза в таких физиологических условиях, как голодание или физическая нагрузка, и при таких патологических состояниях, как диабет, является печень. Почки приобретают значение в качестве органа глюконеогенеза только при очень длительном голодании [9].

Рис. 104. Глюконеоге­нез. Основные субстра­ты глюконеогенеза и ключевые ограничиваю­щие скорость фермента­тивные стадии.

Постоянная регуляция глюконеогенеза зависит от присутствия субстратов, активности ферментов и гормональной среды. В со­стоянии натощак (после ночного голодания) и при кратковре­менном голодании снижение уровня инсулина в сыворотке спо­собствует увеличению распада белка и мобилизации аминокислот, что обеспечивает снабжение процесса большим количеством пред­шественников глюкозы. В этих условиях мобилизуются и жир­ные кислоты, служащие главным субстратом окисления в печени. Вследствие этого повышается внутрипеченочный уровень ацетил-СоА, что приводит к активации ключевого фермента глюконео­генеза пируваткарбоксилазы, которая аллостерически активиру­ется ацетил-СоА. «Чистым» результатом является увеличение как уровня субстратов, так и активности ферментов, необходимых для глюконеогенеза. Однако по мере продолжения голодания в тече­ние длительных периодов ограничивающим скорость процессом становится доступность субстрата-предшественника, так как вы­свобождение аланина периферическими тканями существенно уменьшается ,[10].

В отличие от голодания при большом количестве углеводов (например, в состоянии сытости) интенсивность глюконеогенеза снижается. Мобилизуется меньше жира прежде всего из-за того, что повышенная секреция инсулина, вызванная углеводами, тормозит высвобождение жирных кислот из депо (см. далее). В ре­зультате образуется меньшее количество ацетил-СоА и активность пируваткарбоксилазы снижается. Кроме того, в меньшей степени мобилизуются аминокислоты. В силу этих изменений поглощение печенью и превращение в глюкозу предшественников глюконео­генеза, особенно аланина, угнетается.

Регуляторные воздействия таких гормонов, как глюкокорти­коиды и глюкагон, на глюконеогенез реализуются также на эта­пах превращения пирувата в фосфоенолпируват (см. рис. 10—4).

При этом глюкокортикоиды влияют на глюконеогенез еще в силу своего катаболического действия на тканевые белки, что увеличи­вает количество аминокислот-предшественников.

Хотя в пределах конкретной ткани, например печени, преобла­дает движение углеродных атомов в направлении либо гликоли­за, либо глюконеогенеза, в организме в целом гликолиз и глю­конеогенез протекают, как правило, одновременно в разных тка­нях. Печень обнаруживает глюконеогенную активность, начиная примерно через 3 ч после приема содержащей углеводы пищи и сохраняя эту активность до следующего приема пищи. С дру­гой стороны, форменные элементы крови, покоящаяся мышца и гораздо в большей степени работающая мышца непрерывно про­дуцируют лактат. Сочетанная активность глюконеогенеза и гли­колиза, обусловливающая кругооборот углеродных скелетов глю­козы и лактата между печенью и мышцей, известна под назва­нием цикла Кори (рис. 10—5). Глюкоза высвобождается печенью в кровоток и поглощается мышечной тканью. В мышце глюкоза подвергается гликолизу и ее углеродный скелет высво­бождается в кровь в виде лактата и пирувата. Печень экстраги­рует лактат и пируват из крови и в ходе глюконеогенеза вновь превращает эти субстраты в глюкозу. Подсчитано, что повторный кругооборот углеродных скелетов между лактатом и глюкозой составляет 20% от общего кругооборота каждого из этих субстра­тов.

Цикл Кори не может привести к образованию новых молекул глюкозы. Однако он является механизмом, с помощью которого конечные продукты гликолиза могут вступать на путь анаболизма, а не накапливаться в крови или подвергаться дальнейшему окислению. Описан также аналогичный цикл между глюкозой и аланином (глюкозоаланиновый цикл) [10], который будет про­анализирован в разделе, посвященном метаболизму аминокислот.

Несмотря на быстрый кругооборот глюкозы через цикл Кори, уровень лактата и пирувата в крови в норме не достигает 1 мМ. Однако в условиях повышенного анаэробного гликолиза, будь то вследствие физиологических (например, физическая работа) или патологических (сосудистый коллапс при гиповолемии, сепсисе или кардиогенном шоке) стимулов, происходит накопление лак­тата. Лактат накапливается и при нарушении цикла Кори под влиянием угнетающих глюконеогенез веществ, таких, как этанол или фруктоза. Антиглюконеогенный эффект этанола обусловлен значительным увеличением отношения НАД-Н/НАД вследствие метаболизма спирта под действием фермента алкогольдегидрогеназы. В результате накопления избыточного количества НАД•Н ингибируется превращение лактата в пируват. Более того, пиру­ват, образующийся при дезаминировании аланина, также быстро превращается в лактат. В отличие от этого глюконеогенез из глицерина, вступающий на этот путь на уровне триозофосфатов (см. рис. 10—4), этанолом не ингибируется.

Рис. 10—5. Цикл Кори (лактат ® глюкоза) и глюкозоаланиновый цикл. В обоих циклах глюкоза поглощается мышцей и превращает­ся в пируват и лактат. Часть пирувата в мыш­це подвергается аминированию с образовани­ем аланина. Образую­щиеся из глюкозы лак­тат и аланин в печени вновь превращаются в глюкозу.

Глюконеогенез — не единственный путь метаболизма для лак­тата, высвобождаемого в кровоток. В печени и гораздо в большей степени в сердечной мышце и почках лактат подвергается окон­чательному окислению в СО2.

ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Ферментативный процесс, с помощью которого ткани в аэробных условиях утилизируют кислород и выделяют двуокись углерода (т. е. осуществляют клеточное дыхание), называется циклом трикарбоновых кислот (ТКК), или циклом Кребса. Эта последо­вательность метаболических превращений представляет собой об­щий конечный путь аэробного окисления и образования СО2 из углеводов, жирных кислот и аминокислот. Ферменты, катализи­рующие цикл ТКК, расположены в митохондриях. В этих орга­неллах они находятся в тесной связи с дыхательной цепью — последовательностью белков, которая обеспечивает сопряжение энергии, высвобождающейся в различных окислительных реак­циях цикла ТКК, с образованием АТФ, т. е. процесс окислитель­ного фосфорилирования. Таким образом, с количественной сто­роны, цикл ТКК является наиболее важным путем утилизации энергии, запасенной в различных субстратах метаболизма.

Реакцией, связывающей гликолиз с циклом ТКК, служит окислительное декарбоксилирование пирувата до ацетата и кон­денсация последнего с коферментом А, в результате чего обра­зуется ацетил-СоА. Этот процесс катализируется пируватдегид­рогеназой. Активность ее снижается в присутствии высоких кон­центраций АТФ. Напротив, при снижении уровня АТФ окисление пирувата ускоряется. Предполагается, что пируват­дегидрогеназа является регуляторным пунктом, через ко­торый повышение окисления свободных жирных кислот препятст­вует окислению глюкозы (см. далее: цикл глюкоза—жирные кис- лоты). Кроме того, ингибиторный эффект лейцина на окисление глюкозы в мышечной ткани также относят за счет торможения пируватдегидрогеназы [11].

Все энергетические субстраты поступают в цикл ТКК в фор­ме метаболического интермедиата — ацетил-СоА. Конечными про­дуктами являются две молекулы СО2, Н2О и кофермент А. Таким путем происходит окончательное окисление углеродного скелета ацетил-СоА и его предшественников: глюкозы, жирных и амино­кислот. Циклический характер этого пути определяется тем, что субстрат, соединяющийся с ацетил-СоА в первой реакции цик­ла — оксалацетат, восстанавливается в последней реакции. Про­дуктом этой первой реакции является цитрат — трикарбоновая кислота, что и дало наименование всему циклу — цикл трикарбоновых кислот, или цикл лимонной кислоты.

Общая активность цикла ТКК определяется присутствием АТФ и субстратов, а также активностью ферментов и гормональной средой. Эти контролирующие влияния в значительной мере взаимозависимы. Например, при крайне низком уровне инсулина ферменты глюконеогенеза резко активируются, вследствие чего использование оксалацетата в этом процессе увеличивается в до­статочной степени, чтобы ограничить активность цикла ТКК. Главной детерминантой ферментативной активности является присутствие АТФ, АДФ и АМФ. В условиях уменьшенного ко­личества АТФ и повышения уровня АДФ активность цитратсинтетазы (фермент, катализирующий первую стадию цикла — кон­денсацию ацетил-СоА и оксалацетата) и изоцитратдегидрогеназы увеличивается. Наоборот, при повышении уровня АТФ и умень­шении содержания АДФ эти ферменты ингибируются. Вследствие этого использование АТФ при мышечном сокращении ускоряет окисление глюкозы, тогда как в состоянии покоя окисление глю­козы мышцей практически равно нулю.

ПЕНТОЗНЫЙ ПУТЬ И ДРУГИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ

Помимо гликолиза и аэробного окисления в цикле ТКК, глюкозо-6-фосфат может окисляться глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназой, что приводит к образованию 6-фосфоглюконата. Последний мо­жет затем через ряд промежуточных реакций превращаться в пентозы: рибулезу, рибозу и ксилулозу. Основной задачей этого пути является образование пентоз, необходимых для синтеза нук­леиновых кислот, и генерация восстановительных эквивалентов в форме НАДФ-Н, необходимого в восстановительном синтезе жир­ных кислот и стеролов. Следовательно, пентозный путь имеет определенное значение в метаболизме глюкозы в печени (основ­ном месте биосинтеза жирных кислот у человека) и в ткани над­почечников и семенников (местах биосинтеза стеролов). Напро­тив, в мышечной ткани активность пентозного пути практически не выявляется.

Другое важное направление метаболизма глюкозы и прочих углеводов—их использование в биосинтезе гликопротеинов [12]. К гликопротеинам относится множество разнообразных соедине­ний, в том числе составные части плазмы крови (фибриноген, иммуноглобулины), гормоны (гонадотропины), ферменты (рибонуклеаза В), слизистые секреты, коллаген и белки базальной мембраны. Присоединение углеводного компонента к полипептид­ным цепям белков базальной мембраны в качестве начальной реакции предполагает взаимодействие с уридинтрифосфатом (УТФ) и образование уридиндифосфатного производного. Затем специфические трансферазы катализируют перенос углевода на полипептид.

Глюкоза или фруктоза могут превращаться также в полигид­роксильный спирт сорбитол в ходе следующих реакций

Сорбитоловый путь широко распространен в клетках млекопита­ющих, в том числе в специализированных структурах, как нерв­ная ткань и эндотелий сосудов [13].

Значение этих альтернативных путей метаболизма глюкозы определяется тем обстоятельством, что их активность зависит от концентрации глюкозы в крови и не зависит от присутствия ин­сулина. Так, при гипергликемии и дефиците инсулина (что на­блюдают при диабете) обнаружено повышенное гликозилирование белков базальной мембрны и гемоглобина. В нервной ткани животных с диабетом наблюдалось также повышенное на­копление сорбитола. Эти изменения метаболизма глюкозы могут быть причастны к нарушениям микроциркуляции и нейро­патии, которые встречаются при длительно текущем диабете (см. далее).

Жирные кислоты накапливаются в жировой ткани и других клет­ках (в печени) в виде эфиров тригидроксильного спирта — глице­рина, которые поэтому называются триглицеридами или, что бо­лее правильно, триацилглицеролами. Триглицериды — наиболее важная из доступных организму млекопитающих форма накопле­ния энергии, на долю которой приходится более 80% от всей на­копленной энергии. Это определяется их калорической плотностью (9 кал/г по сравнению с 4 кал/г в углеводах или белках), равно как и безводной природой. Так, если бы в организме человека калории откладывались не в виде жира, а в виде углеводов (гли­когена), то для накопления конкретного количества калорий ему потребовалось бы в 8 раз большая масса, чем в случае, когда это накопление происходит в виде жира.

Исходным предшественником для синтеза жирных кислот явля­ется ацетил-СоА, образующийся из глюкозы через пируват в хо­де пируватдегидрогеназной реакции (см. ранее) или при окисле­нии амино- или жирных кислот (см. далее). Первой стадией син­теза жирных кислот в цитозоле является карбоксилирование ацетил-СоА с образованием малонил-СоА. Фермент, катализиру­ющий эту реакцию — ацетил-СоА-карбоксилаза, представляет собой ограничивающий скорость пункт биосинтеза жира. Этот фермент требует присутствия биотина в качестве кофактора и аллостерически активируется цитратом. Он ингибируется свобод­ными жирными кислотами и производными жирокислотного ацил-СоА и стимулируется инсулином. Уровень фермента снижа­ется при голодании и диабете и повышается после потребления пищи. Малонил-СоА в свою очередь является мощным ингиби­тором окисления жирных кислот и кетогенеза [15]. Тем самым избегается «бесполезный» цикл одновременной стимуляции син­теза и окисления жирных кислот.

Для накопления жирных кислот в виде капелек жира в клет­ках необходима их эстерификация с a -глицерофосфатом, образу­ющая триглицерид. Глицерин-3-фосфат может образовываться при гликолитическом распаде глюкозы до диоксиацетона, который за­тем в присутствии НАД•Н восстанавливается. Глицерин-3-фосфат может образовываться и из свободного глицерина (высвобож­даемого при распаде триглицеридов) в присутствии АТФ и глицерокиназы. Последняя присутствует в печени, но отсутствует в жировой ткани. Синтез триглицеридов в жировой ткани требует не только производных жирокислотного ацил-СоА (либо синте­зированных in situ , либо извлекаемых из липопротеинов крови), но и поглощения глюкозы и ее утилизации по пути гликолиза с тем, чтобы получить глицерин-3-фосфат.

Ферменты, необходимые для синтеза жира, присутствуют в разных тканях, особенно в печени, жировой ткани и кишечнике. Однако исследования жировой ткани человека обнаружили отно­сительно низкую скорость включения глюкозы в жирные кисло­ты [16]. Синтез жирных кислот у человека происходит в основ­ном в печени, откуда они высвобождаются в виде триглицеридов в составе липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП). Последние служат средством транспорта триглицеридов в жировую ткань, где липопротеиновая липаза катализирует их гидролиз до свободных жирных кислот и глицерина, проникающих в клетку. В жировых клетках протекает реакция реэстерификации между образованным из глюкозы глицерин-3-фосфатом и приносимыми липопротеинами жирными кислотами. Таким образом, синтетическая функция жировой ткани заключается прежде всего в обра­зовании глицерин-3-фосфата, тогда как превращение ацетил-СоА в длинноцепочечные жирные кислоты происходит в печени (рис. 10-6)

Рис. 10—6. Гомеостаз жира у человека. Жирные кислоты либо поступают в организм в виде триглицеридов (ТГ) с пищей, либо синтезируются из глюкозы в печени. Они транспортируются из кишечника и печени в виде хиломикронов и липопротеинов очень низкой плотности соответственно. Поглощение жировыми клетками прежде всего требует действия липопротеиновой липазы, которая высвобождает свободные жирные кислоты (СЖК), подвергающиеся реэстерификации внутри жировой клетки. Высво­бождение из жировой клетки регулируется гормончувствительной тканевой липазой. Затем СЖК могут поглощаться мышцами, сердцем и другими тканями.

Хотя жир накапливается в виде триглицеридов, его поглощение и окисление тканями (сердце, мышца, печень) требует высво­бождения этих запасов из депо в виде свободных жирных кислот (СЖК), переносящихся с кровью (см. рис. 10—6). Распад три­глицеридов в жировой ткани регулируется тканевой липазой, ка­тализирующей следующую реакцию триглицерид + 3Н2О ® 3СЖК + глицерин

Этот процесс, называемый липолизом, находится под регули­рующим влиянием различных гормонов (адреналин, гормон рос­та, инсулин). Фермент получил название гормончувстви­тельной липазы. Адреналин, глюкагон, гормон роста, АКТГ и тиреоидные гормоны повышают его активность, а инсулин сни­жает ее. Как правило, гормональная активация липазы сопровож­дается увеличением уровня цАМФ (что и может быть механиз­мом изменения активности фермента), тогда как инактивация липазы связана со снижением уровня цАМФ. Наиболее важным с физиологической точки зрения активатором гормончувствитель­ной липазы является адреналин, а наиболее важным ингибитором ее инсулин. Маловероятно, чтобы АКТГ или глюкагон играли роль в физиологической модуляции липолиза, поскольку для по­вышения активности липазы требуются чрезвычайно высокие кон­центрации этих гормонов.

На скорость липолиза влияет также утилизация глюкозы жи­ровой тканью. Как показано на рис. 10—6, ресинтез триглицери­дов может продолжаться до тех пор, пока имеющийся глицерин-3-фосфат обеспечивает возможность эстерификации СЖК. По­скольку в жировой ткани отсутствует глицерокиназа, количество-глицерин-3-фосфата определяется скоростью гликолиза. В усло­виях повышения утилизации глюкозы мобилизация жирных кис­лот снижается из-за увеличения количества субстрата их эсте­рификации независимо от изменений активности гормончувстви­тельной липазы.

Процесс, с помощью которого жирные кислоты окисляются и обеспечивают продукцию макроэргического фосфата в виде АТФ, называется b — окислением, поскольку в нем происходит окисление b — углеродного атома с образованием b — кетокислоты, подвергающейся расщеплению с выходом ацетил-СоА и укоро­ченной на два углеродных атома жирной кислоты. Этот процесс повторяется до тех пор, пока вся жирная кислота не окислится до ацетил-СоА, который поступает в цикл ТКК для последующе­го окисления до COs .

Начальной стадией окисления жирных кислот является их ак­тивация в цитозоле путем образования ацил-СоА-производного. Однако длинноцепочечные ацил-СоА-производные (12 углеродных атомов или более) не в состоянии проникнуть через митохонд­риальную мембрану. Для этого необходима молекула-переносчик, которой служит карнитин. Ацилкарнитинтрансфераза I катали­зирует образование жирного ацилкарнитинового производного, пересекающего внутреннюю мембрану митохондрий. Жирная ацильная группа переносится на внутримитохондриальный СоА под действием ацилкарнитинтрансферазы II. Карнитин высво­бождается и тем самым становится доступным для переноса других ацильных остатков жирных кислот в митохондрии. Недав­но полученные данные свидетельствуют о том, что именно это является лимитирующим скорость ферментативным этапом про­цесса b — окисления [15]. Кроме того, ацилкарнитинтрансфераза I ингибируется малонил-СоА — первым интермедиатом на пути био­синтеза жирных кислот (см. ранее).

При повышенном окислении жирных кислот в печени скорость, с которой образуется ацетил-СоА, может превышать скорость его окисления в цикле ТКК. В таких условиях ацетил-СоА использу­ется для продукции ацетоуксусной, b — оксимасляной кислот и аце­тона. Эти вещества носят собирательное название кетоновых тел. Присутствуя в избыточных количествах, например при го­лодании или некомпенсированном диабете, ацетоацетат и b — оксибутират обусловливают метаболический ацидоз (т. е. «голодательный» кетоз или диабетический кетоацидоз). Большие количества ацетона, имеющиеся при различных формах кетоза, не играют роли в развитии метаболического ацидоза, но способствуют по­явлению у больного характерного фруктового запаха при ды­хании.

Рис. 10—7. Метаболические пути образования кетоновых тел (ацетоуксус­ной и b — оксимасляной кислоты) из ацетил-СоА и их окисления до СО2. Ограничивающая скорость стадия образования кетонов предшествует обра­зованию ацетил-СоА и локализуется на этапе переноса жирного ацил-СоА через митохондриальную мембрану к месту расположения ферментов, уча­ствующих в b — окислении (см. рис. 10—8). Образование ацетоуксусной кис­лоты из ацетоацетил-СоА требует вначале образования b — окси-бета-метилглутарил-СоА.

Синтез кетоновых тел из ацетил-СоА (рис. 10—7) в качестве начального этапа предполагает конденсацию двух молекул аце­тил-СоА с образованием ацетоацетил-СоА. Превращение ацетоацетил-СоА в ацетоуксусную кислоту требует его начального превращения в b — окси-бета-метилглютарил-СоА, который расщепля­ется на ацетоуксусную кислоту и ацетил-СоА. Образование b — оксибутирата из ацетоацетата включает обратимую окислительно-восстановительную реакцию, кофактором которой служит НАД•Н. Ацетон образуется из ацетоацетата путем неферментативного спонтанного декарбоксилирования.

Рис. 10—8. Внутрипеченочная регуляция кетогенеза. Главным ограничиваю­щим скорость этапом является перенос жирных ацильных производных через митохондриальную мембрану, осуществляемый ферментами ацилкарнитинтрансферазой (АКТ) I и II. АКТ I тормозится при повышения уров­ня инсулина, уменьшающего доступность карнитинаа и увеличивающего .до­ступность малонил-СоА—прямого ингибитора АКТ I. Наоборот, снижение уровня инсулина и повышение УРОВНЯ глюкагона приводит к увеличению содержания карнитина, снижению содержания малонил-СоА и повышению активности АКТ- I (по McGarry J . D ., Diabetes , 1979, 28, 517, с модификациями). СЖК — свободные жирные кислоты.

Что касается факторов, регулирующих скорость кетогенеза, то важнейшим из них, очевидно, является увеличение доставки жирных кислот в печень (повышенный липолиз). Однако достав­ка субстрата — это не единственная детерминанта скорости про­цесса, поскольку у здоровых лиц повышение уровня СЖК в кро­ви, вызываемое приемом жирной (содержащей триглицериды) пищи одновременно с введением активатора липопротеиновой ли­пазы (гепарин), не приводит к кетозу (17а). Вторым требованием является увеличение скорости b — окисления в митохондриях пе­чени. Только при этом поступающие в печень жирные кислоты будут использоваться для образования ацетил-СоА, а не для син­теза триглицеридов. Как уже отмечалось, ограничивающей ско­рость стадией b — окисления жирных кислот является ацилкарнитинтрансферазная реакция. Эта реакция ускоряется при повы­шении уровня свободного карнитина и снижении уровня малонил-СоА — ближайшего интермедиата в процессе синтеза жира. Оба эти условия (повышение уровня карнитина в печени и уменьшение содержания малонил-СоА) выполняются при сни­жении уровня инсулина и в некоторой степени при увеличении содержания глюкагона [15]. Таким образом, кетогенез стимулируется как повышенным липолизом в жировой ткани, так и ак­тивацией процесса b — окисления в печени (рис. 10—8).

При повышенной продукции кетоновых тел в печени не обя­зательно тормозится эстерификация жирных кислот (т. е. обра­зование триглицеридов) или окисление ацетил-СоА в цикле ТКК. Больше того, на фоне повышенной продукции печенью кетоно­вых тел образование триглицеридов может даже увеличиться, ес­ли резко увеличивается доставка жирных кислот. Вследствие это­го при недостаточном компенсированном диабете частой находкой является ожиревшая, перегруженная триглицеридами печень. С другой стороны, при повышенной продукции кетоновых тел в печени синтез жирных кислот из ацетил-СоА не происходит.

Образуемые в печени ацетоацетат и b — оксибутират попадают в кровоток и циркулируют в отношении примерно 1:3 соответст­венно. Циркулирующие кетоновые тела подвергаются окислению в мышечной ткани, а в условиях очень длительного голодания поглощаются и окисляются в ткани мозга [16]. Первый этап рас­пада кетоновых тел — это окисление b — оксибутирата в ацетоаце­тат. Затем в процессе трансферазной реакции с сукцинил-СоА или с помощью тиокиназы, требующей АТФ, образуется ацетоацетил-СоА. Последний распадается с образованием двух молекул ацетил-СоА (см. рис. 10—7). Эти реакции происходят в мышце, головном мозге и зародышевой, но не зрелой печени.

Конвергенция путей жирового и углеводного обмена на общем интермедиате (ацетил-СоА) и влиянии интермедиатов одного процесса на ферментативные реакции другого обусловливают раз­нообразие регуляторных взаимоотношений между метаболизмом жиров и углеводов. Эти взаимоотношения наиболее ярко иллюст­рируются, во-первых, влиянием повышенной утилизации углево­дов на жировой обмен и, во-вторых, влиянием повышенной ути­лизации жира на углеводный обмен. Наблюдаемые взаимодейст­вия суммированы в табл. 10—2.

При увеличении снабжения углеводами (например, после при­ема содержащей углеводы пищи) и стимуляции использования

Таблица 10—2. Взаимоотношения между жировым и углеводным обменом

Утилизация углеводов способствует также синтезу длинноце­почечных жирных кислот. При приеме с пищей углеводов уве­личивается активность ацетил-СоА-карбоксилазы, катализирую­щей ограничивающий скорость этап этого процесса. Этот эффект опосредуется гормональными изменениями (повышение уровня инсулина), равно как и субстратными изменениями—повышени­ем уровня цитрата, активатора фермента, и уменьшением содер­жания СЖК, ингибирующих фермент. Утилизация глюкозы по пентозному пути обеспечивает процесс и НАДФ•Н, необходимым для биосинтеза жира.

При повышении утилизации жира, что происходит при огра­ничении поступающих с пищей углеводов, при полном голодании и диабете, наблюдаются изменения как в продукции, так и в утилизации глюкозы. Повышенную утилизацию жира и кетогенез обычно сопровождает усиление глюконеогенеза. Механизм, с по­мощью которого окисление жира стимулирует глюконеогенез, заключается, вероятно, в том, что ацетил-СоА аллостерически ак­тивирует пируваткарбоксилазу, катализирующую первую стадию глюконеогенеза (см. рис. 10—4). Таким образом, хотя жирные кислоты (если не считать относительно редко встречающиеся производные с нечетным числом углеродных атомов) не могут обеспечить поставку углеродных скелетов для синтеза глюкозы, но их окисление за счет активации фермента все же повышает глюконеогенез.

Увеличение окисления жира сопровождается также торможе­нием синтеза жира из образуемого из глюкозы (или из жирных кислот) ацетил-СоА. Высокий уровень СЖК и гормональные из­менения (уменьшение секреции инсулина), сопровождающие сни­жение уровня углеводов, понижают активность ацетил-СоА-кар­боксилазы.

В исследованиях на перфузируемом сердце крысы наблюдали также ингибиторный эффект СЖК на утилизацию глюкозы по гликолитическому и аэробному пути. Утилизация глюкозы тор­мозилась на стадиях, катализируемых фосфофруктокиназой (огра­ничивающий скорость фермент гликолиза) и пируватдегидрогена­зой — ферментом, необходимым для образования ацетил-СоА из пирувата. Эти взаимоотношения получили название цикла глюкоза — жирные кислоты, подразумевающее, что повы­шение уровня СЖК в крови препятствует окислению глюкозы [18]. Не совсем ясно, реализуются ли эти взаимоотношения в скелетной мышце человека in vivo . Например, при физической нагрузке усиление утилизации глюкозы происходит на фоне по­вышения уровня СЖК в крови и ускорения окисления жира со­кращающимися мышцами. Тем не менее реципрокные отношения между окислением жира и глюкозы все же могут ограничивать утилизацию последней при физической нагрузке.

Устойчивые концентрации аминокислот в крови определяются равновесием между их высвобождением из эндогенных белковых источников и утилизацией различными тканями. Поскольку бо­лее 50% от общего запаса свободных аминокислот в организме приходится на долю мышечной ткани, а ферменты мочевинного цикла, необходимые для накопления азота, сосредоточены в пе­чени, то следует ожидать, что эти два органа играют главную роль в определении уровня в крови и кругооборота аминокислот [19].

В состоянии натощак (т. е. после 12—14-часового ночного го­лодания) преобладает высвобождение аминокислот из мышечной ткани (рис. 10—9, а). Это высвобождение отличается своеобрази­ем: выход аланина и глутамина превышает выход всех других аминокислот и определяет высвобождение более 50% общего a -аминоазота. Отрицательный баланс аминокислот в мышечной ткани уравновешивается их поглощением тканями брюшной по­лости. Как и при высвобождении на периферии, именно аланин и глутамин преимущественно поглощаются этими тканями. Дей­ствительно, существует очень тесная корреляция между отно­сительным выходом большинства аминокислот из перифериче­ских тканей и их поглощением тканями брюшной полости. Среди последних местом поглощения аланина служит печень, а местом утилизации глутамина — кишечник. Большинство аминогрупп глутамина, экстрагируемого кишечником, высвобождается опять-таки в виде аланина или свободного аммиака. Главным местом элиминации глутамина являются почки, в которых из азота об­разуется аммиак.

Рис. 10—9. Влияние белковой пищи на межорганный обмен аминокислота­ми. Натощак преобладает выход аминокислот главным образом аланина и глутамина из мышц (а). После приема белковой пищи (б) аминокислоты с разветвленной цепью (валин, лейцин и изолейцин) из переваренного бел­ка доставляются в мышцы, где используются для синтеза белка и в каче­стве окисляемого энергетического материала. В отличие от этого лишь не­большая часть всех других аминокислот поглощается мышцей. Они экстра­гируются в основном печенью, где превращаются в глюкозу, окисляются или используются для синтеза белка.

Преобладание аланина среди всех доступных и поглощаемых пе­ченью аминокислот, а также быстрота, с которой печень превра­щает его в глюкозу, указывают на значение этой аминокислоты в качестве ключевого предшественника глюкозы, имеющего белко­вое происхождение. Преобладание аланина среди аминокислот, высвобождаемых мышцей, нельзя объяснить, исходя из его ко­личества как составной части клеточных белков, поскольку на долю аланина приходится не больше 7—10% аминокислотных остатков мышечных белков. Это несоответствие заставило пред­положить, что в мышечной ткани аланин синтезируется de novo за счет аминирования пирувата, и сформулировать представление о глюкозоаланиновом цикле [20]. Согласно этому пред­ставлению, аланин синтезируется в мышце путем трансаминирования образующегося из глюкозы пирувата и переносится в печень, в которой его углеродный скелет вновь превращается в глюкозу (см. рис. 10—5). В качестве источника аминогрупп для синтеза аланина в мышце предполагаются аминокислоты с раз­ветвленной цепью (валин, лейцин, изолейцин), поскольку вне­печеночные ткани, особенно мышцы, служат местом их окис­ления.

Исследования с 14 С-глюкозой позволили определить, что угле­родный скелет аланина, высвобождаемого мышцей, на 60% со­стоит из экзогенной глюкозы, тогда как углеродные атомы катаболизируемых в мышце других аминокислот не участвуют в построении этого скелета. Количественные оценки показали, что скорость кругооборота углеродных скелетов в глюкозоалани­новом цикле (в качестве конечного продукта утилизации глюко­зы на периферии и предшественника глюкозы, продуцируемой печенью) составляет примерно 50% от скорости цикла Кори (лактат—глюкоза) [10, 19].

Хотя глюкозоаланиновый цикл не дает новых углеродных атомов для синтеза глюкозы de novo, он играет важную роль в гомеостазе глюкозы, как и в метаболизме азота и энергии. Дефи­цит аланина имеет значение в патогенезе ускоренного голодания, наблюдаемого при беременности [21], гипогликемии с кетозом у новорожденных [22] и гипогликемии при синдроме мочи клено­вого сиропа [23]. Аланин служит также одним из средств детоксикации аммиака при переносе в печень аминогрупп, образую­щихся в мышцах в процессе катаболизма аминокислот с раз­ветвленной цепью. Гипераланинемия наблюдается при различных нарушениях ферментов мочевинного цикла, когда она может смягчать выраженность гипераммониемии [10].

Глюкозоаланиновый цикл может также иметь отношение к продукции АТФ. Превращение глюкозы в аланин обеспечивает образование 8 молекул АТФ, тогда как при ее превращении в лактат образуются лишь две молекулы АТФ. Кроме того, посколь­ку образование аланина облегчает окисление аминокислот с раз­ветвленной цепью, он обеспечивает образование дополнительных 30—40 молей АТФ на 1 моль окисленной аминокислоты.

Поскольку в состоянии натощак азотистый баланс в мышечной ткани отрицателен, восстановление количества мышечного белка определяется преобладанием поглощения аминокислот при приеме белка с пищей. Потребление белковой пищи (например, нежирное мясо) приводит к значительному выходу аминокислот (преиму­щественно аминокислот с разветвленной цепью) из органов брюш­ной полости [24]. Валин, изолейцин и лейцин вместе составляют более 60% от общего количества аминокислот, поступающих в системную циркуляцию, несмотря на то что на их долю прихо­дится лишь 20% всех аминокислот, содержащихся в белковых продуктах питания. Одновременно с высвобождением аминокислот ИЗ органов брюшной полости обмен большинства аминокислот в периферической мышце изменяется таким образом, что преобла­дание их выхода, наблюдаемое в исходном состоянии, сменяется на преобладание их поглощения. Как это характерно и для об­мена в органах брюшной полости, поглощение аминокислот тканью периферических мышц наиболее выражено применительно к аминокислотам с разветвленной цепью [24]. Поскольку они составляют лишь 20% аминокислотных остатков в мышечном белке, постольку очевидно, что для синтеза белка используются не только эти аминокислоты, но и те, которые образовались в процессе катаболизма в самой мышце.

Описанные эффекты белкового питания на межорганный об­мен аминокислотами и ключевая роль аминокислот с разветвлен­ной цепью представлены на рис. 10—9, б. При этом наблюдается азотистый «цикл», когда в состоянии сытости аминокислоты с разветвленной цепью обеспечивают восстановление содержания азота в мышечной ткани. Получаемый таким образом азот как в голодном, так и в сытом состоянии высвобождается в виде аланина и глутамина. Повышение уровня аминокислот с разветв­ленной цепью в крови и внутри клеток, вызываемое белковым питанием, может иметь значение не только в качестве способа доставки азота.. Аминокислоты с разветвленной цепью, особенно лейцин, могут играть регуляторную роль, стимулируя синтез белка [25]. Кроме того, общее поглощение таких аминокислот мышцей регулируется инсулином и при диабете нарушается [24].

При сахарном диабете структурных изменений в поджелудочной железе может и не наблюдаться. В основном при этом заболевании ухудшается функциональная способность органа. Размеры, эхогенность, контуры железы или другие изменения можно определить при помощи УЗИ или КТ.

http://endokrinolog.online/pankreatogennyj-saharnyj-diabet/http://bezinsulina.ru/oslozhneniya/podzheludochnaya-zheleza-saharnyj-diabethttp://www.krasotaimedicina.ru/diseases/zabolevanija_endocrinology/pancreatogenic-diabeteshttp://siestafit.ru/pro-sahar/endokrinnaya-funktsiya-podzheludochnoy-zhelezy-saharnyy-diabet/

Давайте вместе будем делать материал еще популярнее, и после его прочтения сделаем репост в удобную для Вас социальную сеть.

Оцените статью
Инструкции для Вашего здоровья