бх лекция 8
TRANSCRIPT
![Page 1: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/1.jpg)
ОБМЕН УГЛЕВОДОВ
ЛЕКЦИЯ - 3
Лектор:
Профессор Шарапов В.И.
РЕГУЛЯЦИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА
Влияние адреналина и глюкокортикоидов на углеводный обмен
Механизм действия инсулина
БИОХИМИЯ САХАРНОГО ДИАБЕТА
Лечебный факультет
2014г.
![Page 2: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/2.jpg)
УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН
АКТУАЛЬНОСТЬ
Для постоянного синтеза в клетке энергии необходима согласованная работа метаболических путей, обеспечивающих, при меняющихся условиях, «энергетический гомеостаз»
ЦЕЛЬ ЛЕКЦИИ
Дать преставления о механизмах субстратной и гормональной регуляции углеводного обмена в организме человека
![Page 3: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/3.jpg)
ПЛАН ЛЕКЦИИ
1. Регуляция углеводного обмена.
2. Влияние адреналина, глюкагона и глюкокортикоидов на углеводный обмен
3. Механизм действия инсулина на углеводный обмен.
4. Биохимия сахарного диабета.
![Page 4: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/4.jpg)
РЕГУЛЯЦИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА
РЕГУЛЯТОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ПОДДЕРЖАНИЕ ПОСТОЯННОГО УРОВНЯ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ
(3,3 - 5,5 ммоль/л):
– Субстратная регуляция (молекулярный уровень регуляции),
– Гормональная регуляция (системный уровень регуляции).
![Page 5: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/5.jpg)
СУБСТРАТНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ
ГЛЮКОЗО-ЖИРНОКИСЛОТНЫЙ ЦИКЛ
(ЦИКЛ РЭНДЛА)
ГЛЮКОЗА КРОВИ ЛИПОЛИЗ ЖИРНЫЕ
КИСЛОТЫ АЦЕТИЛ-КоА, ЦИТРАТ
ФОСФОФРУКТОКИНАЗА ГЛЮКОЗО-6-
ФОСФАТ ГЕКСОКИНАЗА ГЛИКОЛИЗ
ГЛЮКОЗА КРОВИ
![Page 6: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/6.jpg)
ГЛЮКОЗО-ЛАКТАТНЫЙ ЦИКЛ (цикл КОРИ)
МЕЖОРГАННЫЙ МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ ЦИКЛ:
ПЕЧЕНЬ КРОВЬ МЫШЦЫ
глюкоза глюкоза глюкоза
пируват пируват
лактат лактат лактат
![Page 7: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/7.jpg)
ГЛЮКОЗО-АЛАНИНОВЫЙ ЦИКЛ
ПЕЧЕНЬ КРОВЬ МЫШЦЫ
глюкоза глюкоза глюкоза
пируват пируват
+NH3
лактат лактат лактат (АлТ)
аланин аланин аланин
NH3 мочевина
![Page 8: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/8.jpg)
ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ
МЕХАНИЗМЫ ГОРМОНАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ:
А. КОНТРОЛЬ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТА
- ковалентная модификация фермента путем фосфорилирования/дефосфорилирования
Б. КОНТРОЛЬ КОЛИЧЕСТВА ФЕРМЕНТА
ОСУЩУСТВЛЯЕТСЯ ГОРМОНАМИ ЧЕРЕЗ КОНТРОЛЬ СИНТЕЗА ФЕРМЕНТОВ
![Page 9: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/9.jpg)
ОБМЕН ГЛЮКОЗЫ
БИОСИНТЕЗ УТИЛИЗАЦИЯ
Гликогенолиз - Гликогеногенез
Глюконеогенез - Гликолиз
Пентозофосфатный
цикл
![Page 10: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/10.jpg)
ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ (продолжение)
РЕГУЛЯЦИЯ УРОВНЯ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ
БИОСИНТЕЗ УТИЛИЗАЦИЯ
повышение глюкозы снижение глюкозы
быстрая адреналин инсулин
регуляция глюкагон
медленная глюкокор- инсулин
регуляция тикоиды
![Page 11: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/11.jpg)
БИОСИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ
Адреналин, глюкагон
рецептор
акт. аденилатциклазы
синтез цАМФ
акт протеинкиназы
гликогенсинтаза гликогенфосфорилаза
гликогеногенез гликогенолиз
![Page 12: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/12.jpg)
БИОСИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ
ГЛЮКОКОРТИКОИДЫ
рецептор
гормон-рецепторный комплекс
взаимодействие с ДНК
индукция синтеза
ключевых ферментов ГНГ
гликолиз глюконеогенез
![Page 13: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/13.jpg)
УТИЛИЗАЦИЯ ГЛЮКОЗЫ
ИНСУЛИН
- быстрая регуляция
(фосфорилирование\
дефосфорилирование ферментов)
- медленная регуляция
(индукция синтеза м-РНК)
![Page 14: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/14.jpg)
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ИНСУЛИНА
![Page 15: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/15.jpg)
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ИНСУЛИНА
МЕХАНИЗМ БЫСТРОЙ РЕГУЛЯЦИИ: Рецептор инсулина – тирозиновая
протеинкиназа
Тир-ПК фосфорилирует по тирозину белки:
Фосфопротеинфосфотазы – отщепляет Н3РО4
от серина и треонина в белках,
- Фосфодиэстеразы – превращает цАМФ в АМФ,
- Тирозиновые протеинфосфатазы –дефосфорилирует рецептор инсулина,
![Page 16: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/16.jpg)
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ИНСУЛИНА (продолжение)
встраивает Глют-4 в мембрану:
- активируется перенос глюкозы через плазматическую мембрану в клетку,
- активирует гексокиназу, глюкокиназу- (гл-6-ф запирается в клетке),
- активирует фосфодиэстеразу расщепляет
цАМФ ингибируется цАМФ-зависимаяпротеинкиназа блокируется фосфорилирование ферментов
активируется ГЛИКОГЕНСИНТАЗА,
ингибируется глюконеогенез и липолиз
![Page 17: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/17.jpg)
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ИНСУЛИНА (продолжение)
МЕХАНИЗМ МЕДЛЕННОЙ РЕГУЛЯЦИИ:
АКТИВИРУЕТ регуляторные белки ядра -повышает экспрессию генов, индуцируетсинтез ферментов гликолиза:
- глюкокиназу, пируваткиназу,
Активирует:
- фосфофруктокиназу,
- пируватдегидрогеназный комплекс,
![Page 18: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/18.jpg)
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ИНСУЛИНА (продолжение)
Индуцирует ферменты липогенеза:
- пальмитатсинтазу,
- ацетил-КоА-карбоксилазу,
- цитратлиазу,
- Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназу (ПФЦ)
- В ЦЕЛОМ: активируется УТИЛИЗАЦИЯ глюкозы клеткой уровень глюкозы в крови снижается
![Page 19: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/19.jpg)
ИНСУЛИН-АДРЕНАЛИН
инсулин адреналин
акт фосфодиэстераза акт аденилатциклаза
цАМФ
ингибирует протеинкиназа активирует
блокирует фосфорилирование активирует
ферментов
акт ГЛИКОГЕНСИНТАЗА акт ГЛФОСФОРИЛАЗА
синтез гликогена распад гликогена
![Page 20: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/20.jpg)
ИНСУЛИН-ГЛЮКОКОРТИКОИДЫ
ИНСУЛИН ГЛЮКОКОРТИКОИДЫ
рецептор в ядре клетки
акт синтез ферментов
ГЛИКОЛИЗ ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ
цикл КРЕБСА
ГЛЮКОЗА
УТИЛИЗАЦИЯ БИОСИНТЕЗ
![Page 21: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/21.jpg)
САХАРНАЯ КРИВАЯ
абсорбционный постабсорбционный периоды
инсулин адреналин кортизол
2 часа
![Page 22: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/22.jpg)
САХАРНАЯ КРИВАЯ
После приема углеводов развивается алиментарная гипергликемия выбрасывается инсулин
Уровень глюкозы крови через 2 часа приходит к норме
При голодании активируется гликогенолиз (в первые 12 часов), затем глюконеогенез
![Page 23: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/23.jpg)
ГИПОГЛИКЕМИЯ
Нормальное содержание глюкозы в плазме
3.3-5.5 ммоль/л
ГИПОГЛИКЕМИЯ - снижение
концентрации глюкозы ниже 3.3 ммоль/л,
ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКАЯ КОМА -
снижение концентрации глюкозы ниже
2.7 ммоль/л
![Page 24: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/24.jpg)
ГИПОГЛИКЕМИЯ(продолжение)
Физиологическая гипогликемия:
развивается вслед за алиментарной
гипергликемией (компенсаторный
выброс инсулина),
после тяжелой и длительной мышечной
работы (некомпенсированный расход
углеводов),
в период лактации у женщин.
![Page 25: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/25.jpg)
ГИПОГЛИКЕМИЯ(продолжение)
Патологическая гипогликемия:
передозировка инсулина,
гиперинсулинизм при опухолях ПЖ,
заболевание почек со снижением
сахарного порога,
нарушения всасывания сахаров
![Page 26: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/26.jpg)
ГИПОГЛИКЕМИЯ(продолжение)
заболевания печени с нарушением процессов
синтеза гликогена и глюконеогенеза,
недостаточность надпочечников (дефицит
глюкокортикоидов),
галактоземия и гликогенозы,
алиментарная гипогликемия (голодание,
отсутствие углеводов в пище),
семейная гипогликемия.
![Page 27: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/27.jpg)
ГИПЕРГЛИКЕМИЯ
ГИПЕРГЛИКЕМИЯ - превышение
концентрации глюкозы 6.0 ммоль/л,
ГЛЮКОЗУРИЯ - превышение концентрации
глюкозы в крови 10.0 ммоль/л,
ГИПЕРГЛИКЕМИЧЕСКАЯ КОМА -
повышение концентрации глюкозы до
22.0 ммоль/л и выше
![Page 28: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/28.jpg)
ГИПЕРГЛИКЕМИЯ
(продолжение)
Физиологическая гипергликемия:
алиментарная (после приема углеводистой
пищи),
нейрогенная (выброс катехоламинов,
активирующих распад гликогена)
![Page 29: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/29.jpg)
ГИПЕРГЛИКЕМИЯ
(продолжение)
Патологическая гипергликемия:
сахарный диабет (недостаток инсулина),
повышенная секреция контринсулярных
гормонов - СТГ, АКТГ (опухоли гипофиза,
болезнь Иценко-Кушинга, акромегалия),
опухоли надпочечников ( повышенная
продукция глюкокортикоидов),
![Page 30: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/30.jpg)
ГИПЕРГЛИКЕМИЯ
(продолжение)
Поражения мозга
Гиперфункция щитовидной железы,
Патология печени (нарушение
депонирования гликогена)
![Page 31: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/31.jpg)
САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
САХАРНЫЙ ДИАБЕТ I ТИПА -
инсулинзависимый
– Абсолютная недостаточность инсулина (ювенильный, юношеский диабет)
САХАРНЫЙ ДИАБЕТ II ТИПА -
инсулиннезависимый
– Относительная недостаточность инсулина (молекулярные дефекты инсулина)
![Page 32: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/32.jpg)
молекулярные дефекты инсулина
НАРУШЕНИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРОИНСУЛИНА В ИНСУЛИН,
ДЕФЕКТ МОЛЕКУЛЯРНОЙ СТРУКТУРЫ ИНСУЛИНА,
ДЕФЕКТ РЕЦЕПТОРОВ ИНСУЛИНА, НАРУШЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИНСУЛИНА С РЕЦЕПТОРОМ
НАРУШЕНИЕ СОПРЯЖЕНИЯ ИНСУЛИН-РЕЦЕПТОРНОГО КОМПЛЕКСА СО ЗВЕНОМ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА В КЛЕТКУ,
ВЫРАБОТКА АНТИТЕЛ К ИНСУЛИНУ
![Page 33: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/33.jpg)
ПРОЯВЛЕНИЯ ДИАБЕТА
ГИПЕРГЛИКЕМИЯ
ГЛЮКОЗУРИЯ и ПОЛИУРИЯ
КЕТОНЕМИЯ и КЕТОНУРИЯ
КЕТОАЦИДОЗ - нарушение кислотно-щелочного баланса в организме
ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ АЗОТИСТЫЙ БАЛАНС
ГИПЕРОСМОТИЧЕСКАЯ ДЕГИДРАТАЦИЯ
![Page 34: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/34.jpg)
БИОХИМИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ ПРИ ДИАБЕТЕ
недостаток инсулина
глюкоза не поступает в клетку
ГИПЕРГЛИКЕМИЯ и ГЛЮКОЗУРИЯ
снижение глюкозо-6-фосфата в клетке
![Page 35: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/35.jpg)
снижение пирувата, оксалоацетата
снижение активности цикла Кребса
снижение синтеза АТФ в клетке
тотальный энергодефицит
![Page 36: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/36.jpg)
выброс адреналина и глюкагона
распад гликогена в печени и мышцах
нарастание гипергликемии
выброс глюкокортикоидов
![Page 37: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/37.jpg)
активация глюконеогенеза
нарастание гипергликемии
активация липолиза
увеличение жирных кислот в крови
![Page 38: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/38.jpg)
избыток ацетил-КоА
активация синтеза кетоновых тел
(ацетоуксусная, бета-оксимасляная кислоты, ацетон)
КЕТОНЕМИЯ (КЕТОЗ) и КЕТОНУРИЯ
![Page 39: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/39.jpg)
метаболический КЕТОАЦИДОЗ
кетоацидотическая кома
![Page 40: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/40.jpg)
отрицательный азотистый баланс
Избыток глюкокортикоидов
активация распада белка до аминокислот
увеличение свободных аминокислот
активация глюконеогенеза
отрицательный азотистый баланс
![Page 41: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/41.jpg)
Гиперосмотическая дегидратация
ГИПЕРГЛИКЕМИЯ, ГЛЮКОЗУРИЯ
ГИПЕРОСМОЛЯРНОСТЬ ПЛАЗМЫ И МОЧИ
ВЫХОД ЖИДКОСТИ ИЗ ТКАНЕЙ И КЛЕТОК
ОБЕЗВОЖИВАНИЕ (ДЕГИДРАТАЦИЯ)
![Page 42: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/42.jpg)
ГИПЕРГЛИКЕМИЯ
Глюкозурия полиурия дегидратация
Избыток глюкозы образование сорбитолагиперосмолярность тканевой жидкости
дегидратация клеток
Избыток глюкозы неферментативное
гликозилирование белков (альбуминов, гемоглобина, эндотелия, почечного эпителия)
![Page 43: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/43.jpg)
ГЛИКОЗИЛИРОВАННЫЕ БЕЛКИ
Повышенная антигенная активность
Укорочен период полужизни,
Нарушение функции белков (гемоглобина, эндотелия сосудов, почечного эпителия) анемия, гипоальбуминемия, нарушение микроциркуляции и трофики тканей
![Page 44: бх лекция 8](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022203/5872a6de1a28ab07208b6edb/html5/thumbnails/44.jpg)
ЛИТЕРАТУРА
Биологическия химия: учебник для студентов медицинских вузов/ Т.Т.Березов, Б.Ф.Коровкин.- М.:Медицина, 2004.- 704с.
Биологическия химия: учебник для студентов медицинских вузов/ А.Я. Николаев.- М.:Мед.инф.агентство, 2007.- 568с.
Биохимия [ Электронный ресурс]:учебное пособие/ А.Д.Дмитриев, Е.Амбросьева.- М.:Дашков и К, 2009.- 166с.
Биологическая химия с упражнениями и задачами: учебник/ред. С.Е.Северин.- М.:ГЭОТАР-Медиа, 2013.- 624с.
Биохимия: учебник для вузов/ ред. С.Е.Северин.-М.:ГЭОТАР-Медиа, 2007.- 784с.