Пензенський державний університет
ПЕНЗЕНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ ІНСТИТУТ
Курсова робота з біологічної хімії на тему:
ЦУКРОВИЙ ДІАБЕТ. ПОРУШЕННЯ ОБМІНУ БІЛКІВ, ВУГЛЕВОДІВ ІЛІПІДІВ ПРИ ЦУКРОВОМУ ДІАБЕТІ
Пенза 2004
ЗМІСТ
Введення
Інсулін і глюкагон як регулятори депонування і мобілізації вуглеводів іжирів
Секреція інсуліну
Порушення метаболізмувуглеводів і ліпідів при цукровому діабеті
Коматозні стану якрезультат порушення обміну вуглеводів і жирів при цукровому діабеті
Глікозилювання білківпри цукровому діабеті
Порушення білкового обміну
Список літератури
ВСТУП
Цукровий діабетє наслідком порушення інсулінової регуляції функцій ряду клітинорганізму. Пізні ускладнення діабету: мікроангіопатії (нефропатія, ретинопатіята ін) і макроангіопатії - часто призводять до ранньої інвалідизації. Цукровийдіабет - поширена хвороба, займає третє місце серед причинсмертності після серцево-судинних захворювань і раку. У світі близько 100 млн.чоловік хворі на цукровий діабет; кожні 10-15 років кількість хворих на діабет увсіх країнах світу подвоюється. Найбільшому ризику захворіти на цукровий діабетсхильні населення країн, що розвиваються і групи малозабезпечених осіб віндустріально розвинених країнах. Діабетом II типу захворюють в зрілому віці,зазвичай після 40 років. Він розвивається поступово, симптоми виражені помірно,гострі ускладнення рідкісні. Діабет I типу починається зазвичай в юнацькому віці,іноді в дитинстві, рідко у дорослих. Протікає набагато важче, ніж діабет IIтипу. При недостатньому лікарському контролі нерідко розвиваються гостріускладнення. Поширеність діабету I типу майже в 10 разів менше, ніждіабету II типу. Цукровий діабет внаслідок високої поширеності, ранньоїінвалідизації та зменшення тривалості життя хворих є однією знайважливіших медико-соціальних проблем. Вивчення механізмів інсулінової регуляції,етіології та патогенезу цукрового діабету, пошукинових методів лікування проводяться в світі дуже широко і інтенсивно. Останнімчас головні завдання досліджень - перехід від діагностики діабету до йогозавбачення, від лікування до попередження.
інсулін і глюкагонЯК РЕГУЛЯТОРИ депонування і мобілізації глікогену І ЖИРІВ
Інсулінбере участь у регуляції таких клітинних процесів, як метаболізм,трансмембранний перенос іонів, амінокислот, глюкози, синтез і розпад білків. Звпливом на ядерні процеси - реплікацію і транскрипцію - пов'язане участьінсуліну в регуляції клітинної проліферації і диференціювання, а такожтрансформації клітин. У патогенезі основних клінічних проявів цукровогодіабету в найбільшій мірі проявляється порушення інсулінової регуляції обмінуглюкози, жирів і амінокислот, пов'язаного з енергетичним обміном. В результатіузгодженої роботи різних органів і систем в організмі підтримуєтьсяенергетичний гомеостаз, під яким розуміють відповідність між потребоюв енергії і забезпеченістю організму енергоносіями. Гомеостаз зберігаєтьсянавіть при істотних змінах в прийомі їжі і енергетичних витратах.Інсулін, а також тісно взаємодіє з ним В«контрінсулярнихВ» гормонглюкагон - головні регулятори змін метаболізму при зміні станівтравлення і голодування (абсорбтівное і постабсорбтівное стану). Натравлення припадає 10-15 год на добу, а витрата енергії відбувається протягомвсіх 24 год (з певним зниженням в години нічного сну). Тому частинаенергоносіїв під час травлення складується для використання впостабсорбтівном стані. Печінка, жирова тканина і м'язи - головні органи,пов'язані з цими змінами. Режим запасання включається після прийому їжі ізмінюється режимом мобілізації запасів після завершення травлення.Отже, у людини при звичайному триразовому харчуванні зміна режиміввідбувається тричі за добу. Однак зміна режимів виражена нечітко, оскільки вПротягом дня проміжки між прийомами їжі невеликі (5 - 6 год) іпостабсорбтівний період ледь встигає початися (якщо взагалі встигає), якнастає час чергового прийому їжі. Типовим постабсорбтівним станомвважають стан вранці до сніданку, після приблизно десятигодинного нічного перерви в прийомі їжі. Ще більш наочна модель ритмухарчування, якої дотримувався великий німецький філософ Е. Кант: він бравїжу один раз на добу. За добу вичерпуються запаси глікогену в організмі,єдиним джерелом глюкози стає глюконеогенез, глюкоза використовуєтьсяпереважно нервовими клітинами, в той час як майже всі інші клітиниотримують енергію за рахунок окислення жирних кислот, а також кетонових тіл,утворюються в печінці з жирних кислот. Такий стан можна вважати якпостабсорбтівное або як короткочасне голодування. Цю модель (рис.1) ми ібудемо мати на увазі, розглядаючи зміну режимів обміну енергоносіїв.
Малюнок 1. Зміна кількості енергоносіїв в організмі людини (втканинах, не в шлунку і кишечнику) протягом доби після одноразового прийомуїжі. (1 - глікоген; 2 - жири; 3 - амінокислоти/білки; 4 - зміна швидкостіглюконеогенезу, г/сут.)
М'язова робота під час травлення уповільнює процеси запасання, такяк у м'язах безпосередньо витрачається частина вступників з кишечникапродуктів переварювання. У постабсорбтівном стані м'язова роботастимулює мобілізацію запасів, головним чином жирів. У регуляції змін,пов'язаних зі зміною спокою і м'язової роботи, важлива роль належитьадреналіну.
Споживання глюкози клітинами відбувається за участю спеціальнихбілків-переносників (їх називають також рецепторами глюкози), що утворюютьгідрофільні трансмембранні канали. Існує два основних механізми переносуглюкози: активний транспорт, залежний від градієнта концентрацій іонів Na + , і полегшена дифузія. Відповідноє два основних типи рецепторів глюкози. Рецептори, залежні від концентраціїіонів Na + ,виявляються тільки в нирках і кишечнику, вони забезпечують реабсорбціюглюкози з ниркових канальців і всмоктування її з просвіту кишечника проти градієнтаконцентрації. Рецептори полегшеної дифузії (глюкозні транспортери - ГЛЮТ)є у всіх тканинах.
У тканинах людини виявлено п'ять різних ГЛЮТ:
ГЛЮТ-1 - в плаценті, мозку, нирках, товстій кишці, в Р-клетках острівцівЛангерганса; менше їх у жировій тканині та м'язах;
ГЛЮТ-2 - переважно в печінці, ентероцитах, в проксимальнихтубулярних клітинах нирок (всі ці клітини виділяють глюкозу в кров); в Р-кліткахпанкреатичних острівців (острівців Лангерганса). Можливо, бере участь устимуляції глюкозою секреції інсуліну;
ГЛЮТ-3 у багатьох тканинах, включаючи мозок, плаценту, нирки;
ГЛЮТ-4 - єдиний переносник, регульований інсуліном; міститьсятільки в м'язах (скелетних і серцевому) і жирової тканини (інсулінозалежнітканини);
Усі рецептори можуть знаходитися як в плазматичній мембрані клітини, такі в мембранних везикулах в цитоплазмі. Кількість рецепторів 1, 2, 3 і 5 вплазматичною мембрані змінюється у вузьких межах і не залежить відконцентрації інсуліну. Навпаки, ГЛЮТ-4 (і в набагато меншому ступені ГЛЮТ-1) ввідсутність інсуліну практично повністю знаходяться в цитозольних везикулах.Стимуляція клітин інсуліном призводить до транслокації везикул до плазматичноїмембрані і їх злиття, в результаті чого рецептори виявляються вбудованими вплазматичну мембрану. Як показано в експериментах з жировими й м'язовимиклітинами, швидкість споживання глюкози при цьому збільшується в 30-40 разів. Призниженні концентрації інсуліну в середовищі рецептори знову повертаються в цитозоль.
Основними енергоносіями є глюкоза і жирні кислоти. На рис. 2представлені шляхи перетворень глюкози і жирів, а також білків та амінокислот.
Малюнок 2. Змінаметаболізму основних енергоносіїв при зміні абсорбтівное (а) іпостабсорбтівного (б) станів.
Як видно з малюнка, при зміні режимів багато процесів міняютьнапрям на протилежний. За кожною із стрілок - серія реакцій; ферменти,каталізують ключові реакції (лімітуючі швидкість даної метаболічноїланцюга), знах...
