Глава 14. Нарушения обмена витаминов
Витамины — экзогенные низкомолекулярные БАВ, необходимые для оптимального обмена веществ и жизнедеятельности организма.
Источники витаминов. В отличие от других БАВ, синтез которых происходит в организме, большинство витаминов поступает в организм с пищей. Некоторые витамины синтезируются микроорганизмами в кишечнике, но в недостаточных количествах.
Виды витаминов. В настоящее время насчитывается 13 групп (или семейств) витаминов. Почти каждая группа состоит из нескольких витаминов, которые предложено называть витамерами (табл. 14-1).
Таблица 14-1. Группы витаминов
Окончание табл. 14-1
По: The Vitamins. Fundamental Aspects in Nitrition and Health. Gerald F. Combs, Jr. Second edition. Academic Press, 1998.
Примечания: * провитамин — β-каротин; ** провитамин — криптоксантин; *** — полиглутамилфолацины.
Растворимость витаминов. По свойству растворимости витамины подразделяют на жирорастворимые (витамины A, D, E и K) и водорастворимые (все остальные).
Антивитамины — химические вещества, препятствующие реализации биологических эффектов витаминов.
Большинство антивитаминов имеют химическую структуру, сходную с таковой витаминов (например, пиридоксин и его конкурентный антагонист — дезоксипиридоксин). К антивитаминам относят также некоторые соединения, не являющиеся структурными антагонистами витаминов (например, ферменты, разрушающие витамины).
Некоторые антагонисты витаминов применяют при лечении ряда инфекционных заболеваний. Так, структурный антагонист витамина B6 — изониазид известен как антимикобактериальное ЛС, применяемое при лечении туберкулёза.
ТИПОВЫЕ ФОРМЫ НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА ВИТАМИНОВ
Основные формы нарушения обмена витаминов: авитаминозы, гиповитаминозы, гипервитаминозы и дисвитаминозы.
Авитаминозы — патологические состояния, развивающиеся вследствие отсутствия в организме витамина или невозможности реализации его эффектов.
♦ Отсутствие витамина в пище.
♦ Нарушение всасывания витаминов в кишечнике.
♦ Нарушение транспорта витаминов в ткани и органы.
♦ Расстройства механизмов реализации эффектов витаминов (отсутствие или снижение чувствительности рецепторов к ним, дефицит субстратов, ферментов и других компонентов их эффекторного механизма).
Гиповитаминоз — патологическое состояние, возникающее в результате снижения содержания или недостаточности эффектов витамина в организме.
По происхождению выделяют экзогенные (первичные) и эндогенные (вторичные) гиповитаминозы.
Экзогенные гиповитаминозы развиваются вследствие недостаточного поступления в организм одного или, чаще, нескольких витаминов с пищей. Для экзогенных гиповитаминозов характерны сезонный характер и латентное течение.
• Эндогенные гиповитаминозы подразделяют на приобретённые, наследственные и врождённые. Причины приобретённых гиповитаминозов.
♦ Недостаточное содержание витаминов в пище.
♦ Нарушения пищеварения и всасывания витаминов в желудке и кишечнике.
♦ Повышенная потребность в витаминах при выполнении тяжёлых физических нагрузок или при некоторых заболеваниях (например, при тиреотоксикозе).
♦ Расстройство доставки витаминов к тканям и органам. Чаще всего это является результатом дефицита или дефекта структуры транспортных белков вследствие патологии печени (большинство этих белков синтезируют гепатоциты).
♦ Расстройства взаимодействия витамина или комплекса «транспортный белок-витамин» с соответствующими рецепторами клеток.
♦ Нарушения внутриклеточного метаболизма и реализации эффектов витаминов (например, трансформации витамина в кофермент или активную форму).
• Наследственные и врождённые формы гиповитаминозов чаще выявляют у детей. К настоящему времени описаны наследуемые и врождённые формы нарушения обмена всех жирорастворимых витаминов, а также витаминов B1, B2, B6, B12, фолиевой кислоты, ниацина и биотина.
Гипервитаминоз — патологическое состояние, развивающееся в результате повышенного содержания витамина в организме.
Причина: повышенное поступление витаминов в организм.
Наиболее тяжело протекают гипервитаминозы, вызываемые жирорастворимыми витаминами A и D. Из водорастворимых витаминов выраженные токсические эффекты оказывают витамин B1 и фолиевая кислота, вводимые в больших дозах.
Дисвитаминозы — патологические состояния, развивающиеся в результате гиповитаминоза одного либо нескольких витаминов в сочетании с гипервитаминозом другого либо совокупности других витаминов.
♦ несбалансированное поступление витаминов в организм;
♦ необоснованный приём препаратов отдельных витаминов при коррекции гиповитаминозов.
НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА ОТДЕЛЬНЫХ ВИТАМИНОВ
В настоящем разделе рассмотрены нарушения обмена веществ и функций организма при отдельных гипо- и гипервитаминозах.
Витамин А (ретинол, антиксерофтальмический фактор) поступает в организм с пищей, в том числе в форме его предшественника β-каротина. Из кишечника витамин A поступает в кровь, связывается с белком-переносчиком и транспортируется в печень для депонирования.
Известны две разновидности гиповитаминоза A: наследственная и при- обретённая.
Наследственная форма — редкое явление — характеризуется нарушением процессов пролиферации и дифференцировки клеток, а также их деструкцией.
Приобретённые формы гиповитаминоза А встречаются относительно часто.
♦ Недостаточное содержание в продуктах питания витамина A и β-каротина.
♦ Нарушение их всасывания в ЖКТ (например, при недостатке жёлчных кислот).
♦ Нарушения транспорта витамина к клеткам.
♦ Гемералопия — сумеречная слепота.
♦ Метаплазия эпителия воздухоносных путей (однослойный цилиндрический эпителий местами становится многослойным плоским).
♦ Изменения эпидермиса (кожа становится сухой и шершавой; на разгибательных поверхностях преимущественно коленных и локтевых суставов появляется папулёзная сыпь, шелушение, избыточное ороговение эпителия).
♦ Ксерофтальмия (сухость роговицы вследствие снижения секреции слезных желёз).
♦ Снижение резистентности к микрофлоре, находящейся на слизистых оболочках, коже и роговой оболочке глаза; инфицирование и воспаление этих покровов.
♦ Передозировка препаратов этого витамина.
♦ Избыточное употребление в пищу печени белого медведя, тюленя, кита, моржа, содержащей большое количество свободного витамина А.
• Проявления гипервитаминоза А: торможение процессов остео- и хондрогенеза, деструкция хрящевой и костной ткани, остеопороз и кальцификация органов, торможение протеосинтеза.
Витамин D (холекальциферол и эргокальциферол, антирахитический витамин) совместно с ПТГ и кальцитонином регулирует уровень Ca 2 +
и фосфатов в плазме крови, а также — насыщение кальцием костей. Биологический эффект витамина D заключается в стимуляции всасывания Ca 2 + и фосфатов в кишечнике и в почечных канальцах.
♦ Приобретённые формы гиповитаминоза D обусловлены недостаточным поступлением витамина в организм с пищей и его образованием в коже под действием солнечных лучей.
♦ Наследственные формы гиповитаминоза D обусловлены дефектами генов, кодирующих полипептиды, которые принимают участие в метаболизме витамина.
♦ Ослабление минерализации костной ткани (остеопороз) и частые переломы костей.
♦ Искривление рук, ног и позвоночника; деформация и размягчение плоских костей черепа.
♦ Мышечная гипотония развивается вследствие нарушения иннервации мышц и расстройств обменных процессов в них.
♦ У детей развивается рахит: происходит рассасывание элементов костной ткани и размягчение костей (остеомаляция), на границе кости и хряща образуются рахитические чётки.
♦ Острое или хроническое избыточное введение в организм препаратов витамина D.
♦ Генетически обусловленная повышенная чувствительность к витамину.
♦ Повышенное АД и сердечные аритмии.
♦ Сердечная недостаточность (является следствием кальцификации клапанов сердца и перегрузки миокарда).
♦ Изменения психоневрологического статуса циклического характера (вялость, угнетённость состояния, сонливость, которые сменяются периодами возбуждения и повышенной двигательной активности). Возможны также потеря сознания, кома и развитие гиперкальциемических клонико-тонических судорог.
Витамин Е (токоферол) выполняет роль антиоксиданта, тормозит СПОЛ, участвует в биосинтезе гема и белков, в тканевом дыхании. В умеренных дозах α-токоферол является иммуностимулятором, активирующим как гуморальный, так и клеточный иммунитет, что повышает резистентность организма к инфекции.
Первичный гиповитаминоз Е развивается у младенцев при искусственном вскармливании, а также у детей при недостатке белка в рационе. Вторичныйгиповитаминоз Е встречается чаще.
♦ Нарушения пищеварения (недостаточность поджелудочной железы, дефицит жёлчных кислот, заболевания тонкого кишечника).
♦ Нарушения транспорта витамина Е (дефект токоферол-связывающего белка, гипопротеинемия).
♦ Прочие причины: гельминтозы, лямблиоз, приём некоторых ЛС.
♦ Гемолиз эритроцитов с развитием гемолитической анемии.
♦ Отложения сфинголипидов в мышцах.
♦ Демиелинизация аксонов нейронов центральной и периферической нервной системы обусловливает мозжечковую атаксию, периферические невропатии, нарушения проприоцептивной чувствительности.
Гипервитаминоз E. При ошибочном введении больших доз витамина Е (100 мг/кг/сут) у детей может развиться некротизирующий энтероколит и сепсис.
Витамин К участвует в синтезе ряда факторов свёртывания крови в печени: II (протромбин), VII (проконвертин), IX (фактор Кристмаса), X (фактор Стюарта-Прауэр).
♦ Нарушение синтеза витамина К кишечной микрофлорой, например, при пероральном приёме антибиотиков и сульфаниламидов.
♦ Нарушение всасывания витамина К.
♦ Приём антикоагулянтов непрямого действия.
♦ У новорождённых кишечник ещё не заселён микрофлорой, способной синтезировать витамин К в достаточном количестве.
Случаи дефицита витамина К вследствие недостаточного его поступления с пищей не описаны.
♦ Геморрагический синдром (носовые, желудочно-кишечные кровотечения, кровотечения из дёсен, внутрикожные и подкожные кровоизлияния).
♦ У новорождённых детей могут возникать внутричерепные кровоизлияния.
Гипервитаминоз K развивается только у новорождённых и характеризуется развитием гемолитического синдрома.
♦ Применение препаратов витамина К (например, фитоменадиона) у детей с недостаточностью глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы.
♦ Передозировка препаратов витамина К.
• Проявления: развитие гемолитической анемии, гипербилирубинемии и ядерной желтухи (особенно у недоношенных детей).
Витамин B1 (тиамин) входит в состав многих ферментов, участвующих в углеводном обмене. При недостатке витамина В1 в крови увеличивается содержание пирувата и лактата. Повышенный уровень в крови витамина B1 не вызывает расстройств жизнедеятельности.
♦ Первичный гиповитаминоз B1 возникает при недостатке этого витамина в пище.
♦ Вторичный гиповитаминоз B1 развивается при повышении потребности в витамине, нарушениях всасывания, гемодиализе, а также при употреблении больших доз алкоголя.
• Проявления. При недостатке витамина B1 в организме возникает болезнь бери-бери. Выделяют несколько её форм:
♦ Сухая форма бери-бери (периферическая полиневропатия) — двустороннее симметричное поражение нервов преимущественно нижних конечностей, проявляющееся ощущением жжения в области стоп, особенно в ночное время. Характерны судороги в икроножных мышцах и боли в ногах, ощущение слабости, быстрая утомляемость при ходьбе, хромота.
♦ Церебральная форма бери-бери (синдром Вернике-Корсакова, геморрагический энцефалит). Основные признаки — нистагм, полная офтальмоплегия. Клиническая картина быстро прогрессирует с развитием комы и летальным исходом.
♦ Сердечно-сосудистая (влажная) форма бери-бери. Характеризуется развитием миокардиодистрофии и снижением ОПСС.
Основные клинические проявления у детей — сердечная недостаточность, афония и отсутствие глубоких сухожильных рефлексов. Возникает у грудных детей 2-4 мес, вскармливаемых матерями с дефицитом витамина В1.
Витамин B2 (рибофлавин) участвует в окислительно-восстановительных процессах в виде коферментов дегидрогеназ и оксидаз, а также необходим для осуществления зрительной функции и синтеза Hb.
♦ Первичный гиповитаминоз B2 развивается при недостатке витамина в пище или чрезмерном употреблении продуктов, содержащих белки животного происхождения.
♦ Вторичный гиповитаминоз B2 обусловлен нарушением всасывания в кишечнике или повышением потребности в витамине.
♦ Ангулярный хейлит — мацерация и бледность кожи в уголках рта, приводящие в дальнейшем к возникновению поверхностных трещин, иногда оставляющих после себя рубцы. При инфицировании трещин Candida albicans возникают заеды.
♦ Глоссит — язык приобретает ярко-красную окраску, его слизистая оболочка становится сухой.
♦ Поражение кожи — покраснение, шелушение, накопление в волосяных фолликулах секрета сальных желёз, что обусловливает себорею.
♦ На поздних стадиях присоединяются нарушения нервной системы: парестезии, повышение сухожильных рефлексов, атаксия.
Избыточное введение в организм витамина B2 не сопровождается признаками интоксикации.
Витамин B6 (адермин, пиридоксин) фосфорилируется в пиридоксаль-5- фосфат — кофермент, участвующий в азотистом и жировом обмене.
♦ Первичный гиповитаминоз В6 возникает только у детей, находящихся на искусственном вскармливании с недостаточным содержанием этого витамина.
♦ Вторичный гиповитаминоз В6 развивается при синдромах мальабсорбции, дисбактериозе кишечника; приёме некоторых ЛС, являющихся антивитаминами В6.
♦ Себорейный дерматоз лица, волосистой части головы, шеи.
♦ Стоматит, глоссит и хейлоз.
♦ Периферические полиневропатии — парестезии с постепенной утратой рефлексов.
♦ У грудных детей нередко наблюдаются судороги.
♦ Анемия — чаще всего нормобластная гипохромная, однако возможно возникновение и мегалобластной анемии.
• Причина: поступление чрезмерных доз витамина В6.
♦ Потеря глубокой (проприоцептивной и вибрационной) чувствительности нижних конечностей. Болевая, температурная и тактильная чувствительность сохранены.
Витамин B12 (кобаламин, антианемический витамин, внешний фактор Касла) в качестве кофермента участвует в ресинтезе метионина и образовании тетрагидрофолиевой кислоты.
♦ Приобретённый гиповитаминоз B12 развивается при недостатке содержания витамина в пище или нарушении всасывания кобаламинов (вследствие отсутствия внутреннего фактора Касла или при патологии кишечника).
♦ Наследственная и врождённая формы гиповитаминоза B12 обусловлены врождённым дефицитом внутреннего фактора Касла или генетическим дефектом транскобаламинов I и II, обеспечивающих транспорт витамина B12.
♦ Болезнь Аддисона-Бирмера (наблюдается при атрофии слизистой оболочки желудка и дефицита внутреннего фактора Касла).
♦ Развитие дегенеративных процессов в спинном мозге (фуникулярный миелоз). Сопровождаются парестезией, неустойчивой походкой, ослаблением рефлекторных реакций, появлением патологических рефлексов.
♦ Подавление активности иммунных реакций.
♦ Различные варианты метилмалонатацидемии.
Фолиевая кислота в виде тетрагидрофолата участвует в обмене нуклеиновых кислот и белка, регулирует синтез метионина, пуриновых и пиримидиновых соединений, трансформацию ряда аминокислот.
Гиповитаминоз фолиевой кислоты
♦ Приобретённый гиповитаминоз фолиевой кислоты обусловлен недостатком её содержания в пище.
♦ Наследственные и врождённые формы гиповитаминоза фолиевой кислоты являются результатом нарушения генетической программы энтероцитов.
♦ Мегалобластная анемия. По клиническим, гематологическим и биохимическим характеристикам она сходна с анемией при дефиците витамина B12.
♦ Лейкопения и тромбоцитопения.
♦ Подавление активности иммунных реакций и снижение фагоцитарной активности гранулоцитов.
♦ Ослабление резистентности организма к возбудителям инфекции (преимущественно вирусной природы).
Гипервитаминоз фолиевой кислоты. Эффекты избыточного введения фолиевой кислоты изучены мало. Имеются лишь экспериментальные данные о развитии иммунодепрессии при введении избытка фолатов.
Биотин входит в состав ряда ферментов, ответственных за включение CO2 в различные органические кислоты (реакции карбоксилирования).
♦ Потребление большого количества сырого яичного белка.
• Проявления: дерматиты, сочетающиеся с избыточной продукцией секрета сальных желёз кожи, выпадением волос, ломкостью ногтей; мышечные боли; анемии; психические расстройства.
Пантотеновая кислота (витамин B5) в виде кофермента A участвует в реализации многих биохимических процессов: окисления и синтеза жирных кислот; окислительного декарбоксилирования α-кетокислот; цикла трикарбоновых кислот; синтеза нейтральных жиров, стероидных гормонов, фосфолипидов, ацетилхолина, гема и многих других.
Недостаток пантотеновой кислоты
• Причина: недостаточное содержание витамина в пище.
Учитывая, что пантотеновая кислота содержится практически во всех пищевых продуктах в достаточных количествах, её дефицит у человека встречается весьма редко.
♦ Признаки поражения нервной системы (нарушения сна, повышенная утомляемость, головные боли, парестезии, невриты, параличи).
♦ Дегенеративные изменения в коре надпочечников с развитием гипокортицизма.
♦ Симптомы дисфункции всех органов и тканей с развитием дистрофических процессов в них.
Ниацин (витамин B3, витамин PP, никотиновая кислота, никотинамид) в виде коферментов НАД и НАДФ участвует в реакциях окисления аминокислот, углеводов, липидов.
• Основная причина гиповитаминоза PP — значительный его дефицит в пище.
♦ Главный клинический симптом, развивающийся при дефиците никотиновой кислоты, — пеллагра (итал. pelle agra — шершавая кожа).
♦ Чувство жжения во рту (выявляется на начальном этапе гиповитаминоза).
♦ Изъязвления слизистой оболочка рта, стоматиты, гингивиты, поражения языка и желудка. На слизистой оболочке кишечника (особенно толстого) нередко выявляют эрозии и изъязвления.
♦ Признаки симметричного дерматита на коже, в местах, подверженных влиянию прямых солнечных лучей — обычно на конечностях, шее и лице.
♦ Шелушение кожи с последующим гиперкератозом и пигментацией в местах локализации эритемы.
♦ Нарушения психики проявляются в виде депрессии, галлюцинаций, психозов; в тяжёлых случаях возможна деменция — приоб- ретённое слабоумие.
В настоящее время «классическая» картина недостаточности никотиновой кислоты встречается редко. Обычно гиповитаминоз PP характеризуется стёртой малоспецифической картиной, клинически напоминающей пеллагру (болезнь Хартнапа). При ней выявлено нарушение синтеза никотиновой кислоты из триптофана.
Гипервитаминоз PP. Избыточный приём никотиновой кислоты (но не никотинамида) может сопровождаться неспецифической реакцией — гиперемией лица с ощущением жара. Иногда могут развиваться аллергические реакции.
Глава III. Нарушение обмена витаминов
Витамины входят в состав ферментов или необходимы для синтеза ферментов. Недостаток витаминов наблюдается при недостатке их в пище, или когда не усваиваются.
Первичные (экзогенные) гиповитаминозы
3.3. Вторичные (эндогенные) гиповитаминозы
1. Нарушение всасывания в ЖКТ (болезни желудка, кишечника, печени, поджелудочной железы). Недостаточная секреция желчи полностью прекращает всасывание жирорастворимых витаминов (А, Д, Е, К). Всасывание витамина К также нарушается при недостаточности кишечной липазы, при низкой кислотности в желудке, хр.поносе нарушается всасывание водорастворимых витаминов.
2. Нарушение транспорта к органам-мишеням. Всасывание большинства витаминов осуществляется по механизму активного транспорта через стенку кишечника. Транспорт для вит В12 – антианемический гликопротеид (фактор Кастла), который синтезируется обкладочными клетками желез желудка. Транспорт для вит А –ретинолсвязывающий белок. Транспорт для вит Д – кальцийсвязывающий белок. Превращение витамина в кофермент в органах-мишенях, то есть непосредственно на месте их действия. Все водорастворимые витамины являются коферментами. Превращение их в коферменты осуществляется с помощью специфических ферментов. Активация коферментов происходит с помощью апоферментов. Выполнение функции витаминов, которые не являются коферментами, также опосредовано специфическими ферментами.
3.Нарушение отложения их в депо, например, в печени.
Они разрушают или связывают витамины, или входят в конкурентные отношения. Большинство их являются синтетичесими витаминами с замещенными функциональными группами, также синтетически полученные лекарственные препараты. Перечень антивитаминов:
Для витамина В 1 (тиамин) — тиаминаза I,II, пиритиамин, неопиритиамин.
Для витамина В 2 (рибофлавин) –изорибофлавин, галактофлавин, токсофлавин, акрихин, левомицитин, терромицин, тетрациклин, мегафен.
Для витамина В 6 (пиридоксин) – изониозид, циклосерин, токсопиримидн, 4-дезоксипиридоксин.
Для витамина РР (никотиновая кислота)- изониозид, 3-ацетилпирин.
Для витамина В 12 (цианкобаламин) – 2-амино-метилпропанол В 12.
Для фолиевой кислоты – аминоптерин, аметоптерин (противоопухолевые).
Для витамина С (аскорбиновая кислота), аскарбиназа, глюкоаскорбиновая кислота.
Для витамина Н (биотин) – овидин (белок из птичьих яйц), дестибиотин.
Для витамина К (филлохинон) – кумарин, дикумарин.
Для витамина Е (токоферол) – 3-фенилфосфат, 3-ортокрезол-фосфат.
Для парааминобензойной кислоты – сульфаниламидные прпараты.
Обычно витамины входят в виде простатических групп коферментов в связь с белками-апофепментами. Антиферменты, имеющие структурные аналоги с витаминами, вступают в конкуренцию за место связи их с белками вытесняют витамины, что приводит к образованию не активных комплексов.
Холин – недостаток вызывает жировую инфильтрацию печени. Используют для лечения печени (гепаит, цирроз), атеросклероза.
Инозит (мезоинозит) – недостаток задерживает рост, вызывает жировую инфильтрацию печению
Парааминобензойная кислота – антогонист сульфанидамидных препаратов.
Липоевая кислота – при недостаточности нарушается липидный и углеводный обмен. Используют при лечении печени, атеросклероза.
Оротовая кислота – при недостаточности нарушается синтез белка и нуклеиновых кислот. Лечат печень и сердце.
Пангамовая кислота (витамин В15) – при недостаточности нарушается липидный и углеводный обмен. Используют при лечении печени, атеросклероза.
Витамин U — используется в виде соков свежих овощей, преимущественно капусты, для лечения язвы желудка.
Гипервитаминоз А – когда более 20000 МЕ. К токсическому действию чувствительно особенно дети – боль в суставах, выпадение волость, сухость и трещины ладоней, возможно увеличение печени и селезенки.
Гипервитаминоз Д – избыточное потребление вит Д2 и Д3. Деминерализация костей. Содержание кальция в крови увеличивается и выделяется с мочой. Патологическая кальцификация почек, сосудов, сердца, легких, кишок. Механизм – избыток витамина подвергается СРО ненасыщенных жирных кислот. Свободные радикалы окисляют биомембраны с выходом кальция в кровь.Токоферол оказывает защитное действие.
Гипервитаминоз аскорбиновой кислоты – образуется дегидроаскорбиновая кислота, которая угнетает клеточное деление и инсулинообразование.
Гипервитаминоз витаминов В1 и В12- токсическое аллергическое действие.
Нарушение белкового обмена
Нарушения обмена веществ лежат в основе всех функциональных и органических повреждений органов и тканей, ведущих к возникновению болезни. Вместе с тем, патология обмена веществ может усугублять течение основной болезни, выступая как осложняющий фактор.
Одной из наиболее частых причин общих нарушений белкового обмена является количественная или качественная белковая недостаточность первичного (экзогенного) происхождения. Она может быть обусловлена:
1. нарушением расщепления и всасывания белков в ЖКТ;
2. замедлением поступления аминокислот в органы и ткани;
3. нарушением биосинтеза белка;
4. нарушением межуточного обмена аминокислот;
5. изменением скорости распада белка;
6. патологией образования конечных продуктов белкового обмена.
Нарушения расщепления и всасывания белков. В пищеварительном тракте белки расщепляются под влиянием протеолитических ферментов. При этом, с одной стороны, белковые вещества и другие азотистые соединения, теряют свои специфические особенности.
Основные причины недостаточного расщепления белков — количественное уменьшение секреции соляной кислоты и ферментов, снижение активности протеолитических ферментов (пепсина, трипсина, химотрипсина) и связанное с этим недостаточное образование аминокислот, уменьшение времени их воздействия (ускорение перистальтики).
Помимо общих проявлений нарушения аминокислотного обмена могут быть специфические нарушения, связанные с отсутствием конкретной аминокислоты. Так, недостаток лизина (особенно в развивающемся организме) задерживает рост и общее развитие, понижает содержание в крови гемоглобина и эритроцитов. При недостатке в организме триптофана возникает гипохромная анемия. Дефицит аргинина приводит к нарушению сперматогенеза, а гистидина — к развитию экземы, отставанию в росте, угнетению синтеза гемоглобина.
Кроме того, недостаточное переваривание белка в верхних отделах желудочно-кишечного тракта сопровождается увеличением перехода продуктов его неполного расщепления в толстый кишечник и усилением процесса бактериального расщепления аминокислот. Это ведет к увеличению образования ядовитых ароматических соединений (индол, скатол, фенол, крезол) и развитию общей интоксикации организма этими продуктами гниения.
Замедление поступления аминокислот в органы и ткани. Поскольку ряд аминокислот является исходным материалом при образовании биогенных аминов, задержка их в крови создает условия для накопления в тканях и крови соответствующих протеиногенных аминов и проявления их патогенного действия на различные органы и системы. Увеличенное содержание в крови тирозина способствует накоплению тирамина, который участвует в патогенезе злокачественной гипертонии. Длительное повышение количества гистидина ведет к увеличению концентрации гистамина, что способствует нарушению кровообращения и проницаемости капилляров. Кроме того, увеличение содержания аминокислот в крови проявляется увеличением их выведения с мочой и формированием особой формы нарушений обмена — аминоацидурией. Аминоацидурия может быть общей, связанной с повышением концентрации в крови нескольких аминокислот, или избирательной — при увеличении содержания в крови какой-нибудь одной аминокислоты.
Нарушение синтеза белков. Синтез белковых структур в организме является центральным звеном метаболизма белка. Даже небольшие нарушения специфичности биосинтеза белка могут вести к глубоким патологическим изменениям в организме.
Отсутствие в клетках хотя бы одной (из 20) незаменимой аминокислоты прекращает синтез белка в целом.
Нарушение скорости синтеза белка может быть обусловлено расстройством функции соответствующих генетических структур, на которых совершается этот синтез (транскрипция ДНК, трансляция).
Повреждение генетического аппарата может быть как наследственным, так и приобретенным, возникшим под влиянием различных мутагенных факторов (ионизирующее излучение, ультрафиолетовые лучи и пр.). Нарушение синтеза белка могут вызывать некоторые антибиотики. Так, «ошибки» в считывании генетического кода могут возникнуть под влиянием стрептомицина, неомицина и ряда других антибиотиков. Тетрациклины тормозят присоединение новых аминокислот к растущей полипептидной цепи. Митомицин угнетает синтез белка за счет алкилирования ДНК (образование прочных ковалентных связей между ее цепями), препятствуя расщеплению нитей ДНК.
Выделяют качественные и количественные нарушения биосинтеза белков. О том, какое значение могут иметь качественные изменения биосинтеза белков в патогенезе различных заболеваний, можно судить на примере некоторых видов анемий при появлении патологических гемоглобинов. Замена только одного аминокислотного остатка (глутамина) в молекуле гемоглобина на валин приводит к тяжелому заболеванию — серповидноклеточной анемии.
Особый интерес представляют количественные изменения в биосинтезе белков органов и крови, приводящие к сдвигу соотношений отдельных фракций белков в сыворотке крови — диспротеинемии. Выделяют две формы диспротеинемий: гиперпротеинемия (увеличение содержания всех или отдельных видов белков) и гипопротеинемия (уменьшение содержания всех или отдельных белков). Так, ряд заболеваний печени (цирроз, гепатит), почек (нефрит, нефроз) сопровождаются выраженным уменьшением содержания альбуминов. Ряд инфекционных заболеваний, сопровождающихся обширными воспалительными процессами, ведет к увеличению содержания гамма-глобулинов. Развитие диспротеинемии сопровождается, как правило, серьезными сдвигами в гомеостазе организма (нарушением онкотического давления, водного обмена). Значительное уменьшение синтеза белков, особенно альбуминов и гамма-глобулинов, ведет к резкому снижению сопротивляемости организма к инфекции, снижению иммунологической устойчивости. Значение гипопротеинемии в форме гипоальбуминемии определяется еще и тем, что альбумин образует более или менее прочные комплексы с различными веществами, обеспечивая их транспорт между различными органами и перенос через клеточные мембраны при участии специфических рецепторов. Известно, что соли железа и меди (чрезвычайно токсичные для организма) при pH сыворотки крови трудно растворимы и транспорт их возможен только в виде комплексов со специфическими белками сыворотки (трансферрином и церулоплазмином), что предотвращает интоксикацию этими солями. Около половины кальция удерживается в крови в форме, связанной с альбуминами сыворотки. При этом в крови устанавливается определенное динамическое равновесие между связанной формой кальция и ионизированными его соединениями. При всех заболеваниях, сопровождающихся снижением содержания альбуминов (заболевания почек) ослабляется и способность регулировать концентрацию ионизированного кальция в крови. Кроме того, альбумины являются носителями некоторых компонентов углеводного обмена (глюкопротеиды) и основными переносчиками свободных (неэстерифицированных) жирных кислот, ряда гормонов.
При поражении печени и почек, ряде острых и хронических воспалительных процессов (ревматизме, инфекционном миокарде, пневмонии) в организме начинают синтезироваться особые белки с измененными свойствами или несвойственной норме. Классическим примером болезней, вызванных наличием патологических белков, являются болезни, связанные с присутствием патологического гемоглобина (гемоглобинозы). Нарушения свертывания крови возникают при появлении патологических фибриногенов. К необычным белкам крови относятся криоглобулины, способные выпадать в осадок при температуре ниже 37°C, что ведет к тромбообразованию. Появление их сопровождает нефроз, цирроз печени и другие заболевания.
Патология межуточного белкового обмена (нарушение обмена аминокислот).
Центральное место в межуточном обмене белков занимает реакция переаминирования, как основной источник образования новых аминокислот. Нарушение переаминирования может возникнуть в результате недостаточности в организме витамина B6. Это объясняется тем, что фосфорилированная форма витамина B6 — фосфопиродоксаль является активной группой трансаминаз — специфических ферментов переаминирования между амино — и кетокислотами. Беременность, длительный прием сульфаниламидов тормозят синтез витамина B6 и могут послужить основой нарушения обмена аминокислот. Наконец, причиной снижения активности переаминирования может послужить угнетение активности трансаминаз вследствие нарушения синтеза этих ферментов (при белковом голодании), либо нарушения регуляции их активности со стороны ряда гормонов.
Процессы переаминирования аминокислот тесно связаны с процессами окислительного дезаминирования, в ходе которого осуществляется ферментативное отщепление аммиака от аминокислот. Дезаминирование определяет как образование конечных продуктов белкового обмена, так и вступление аминокислот в энергетический обмен. Ослабление дезаминирования может возникнуть вследствие нарушения окислительных процессов в тканях (гипоксия, гиповитаминозы C, PP, B2). Однако, наиболее резкое нарушение дезаминирования наступает при понижении активности аминооксидаз, либо вследствие ослабления их синтеза (диффузное поражение печени, белковая недостаточность), либо в результате относительной недостаточности их активности (увеличение содержания в крови свободных аминокислот). Следствием нарушения окислительного дезаминирования аминокислот будет ослабление мочевинообразования, увеличение концентрации аминокислот и увеличение выведения их с мочой — аминоацидурия.
Межуточный обмен ряда аминокислот совершается не только в форме переаминирования и окислительного дезаминирования, но и путем их декарбоксилирования (потеря CO2 из карбоксильной группы) с образованием соответствующих аминов, получивших название «биогенные амины». Так, при декарбоксилировании гистидина образуется гистамин, тирозина — тирамин, 5-гидрокситриптофана — серотин и т.д. Все эти амины биологически активны и оказывают выраженное фармакологическое действие на сосуды.
Изменение скорости распада белка. Значительное увеличение скорости распада белков тканей и крови наблюдается при повышении температуры организма, обширных воспалительных процессах, тяжелых травмах, гипоксии, злокачественных опухолях и т.д., что связано либо с действием бактериальных токсинов (в случае инфицирования), либо со значительным увеличением активности протеолитических ферментов крови (при гипоксии), либо токсическим действием продуктов распада тканей (при травмах). В большинстве случаев ускорение распада белков сопровождается развитием в организме отрицательного азотистого баланса в связи с преобладанием процессов распада белков над их биосинтезом.
Патология конечного этапа белкового обмена. Основными конечными продуктами белкового обмена являются аммиак и мочевина. Патология конечного этапа белкового обмена может проявляться нарушением образования конечных продуктов, либо нарушением их выведения.
Основным механизмом связывания аммиака является процесс образования мочевины в цитруллин-аргининорнитиновом цикле. Нарушения образования мочевины могут наступить в результате снижения активности ферментных систем, участвующих в этом процессе (гепатиты, цирроз печени), общей белковой недостаточности. При нарушении мочевинообразования в крови и тканях накапливается аммиак и увеличивается концентрация свободных аминокислот, что сопровождается развитием гиперазотемии. При тяжелых формах гепатитов и цирроза печени, когда резко нарушена ее мочевинообразовательная функция, развивается выраженная аммиачная интоксикация (нарушение функций центральной нервной системы).
В других органах и тканях (мышцы, нервная ткань) аммиак связывается в реакции амидирования с присоединением к карбоксильной группе свободных дикарбоновых аминокислот. Главным субстратом служит глутаминовая кислота.
Другим конечным продуктом белкового обмена, образующимся при окислении креатина (азотистое вещество мышц) является креатинин. При голодании, авитаминозе E, лихорадочных инфекционных заболеваниях, тиреотоксикозе и ряде других заболеваний, креатинурия свидетельствует о нарушении креатинового обмена.
При нарушении выделительной функции почек (нефриты) происходит задержка мочевины и других азотистых продуктов в крови. Остаточный азот увеличивается — развивается гиперазотемия. Крайней степенью нарушения экскреции азотистых метаболитов является уремия.
При одновременном поражении печени и почек возникает нарушение образования и выделения конечных продуктов белкового обмена.
В педиатрической практике особое значение принадлежит наследственным аминоацидопатиям, список которых на сегодня насчитывает около 60 различных нозологических форм. По типу наследования почти все они относятся к аутосомно-рецессивным. Патогенез обусловлен недостаточностью того или иного фермента, осуществляющего катаболизм и анаболизм аминокислот. Общим биохимическим признаком аминоацидопатий служит ацидоз тканей и аминоацидурия. Наиболее частыми наследственными дефектами обмена являются четыре энзимопатии, которые связаны друг с другом общим путем метаболизма аминокислот: фенилкетонурия, тирозинемия, альбинизм, алькаптонурия.
Углеводы составляют обязательную и большую часть пищи человека (около 500 г/сут). Углеводы — наиболее легко мобилизируемый и утилизируемый материал. Они депонируются в виде гликогена, жира. В ходе углеводного обмена образуется НАДФ·H2. Особую роль углеводы играют в энергетике центральной нервной системы, так как глюкоза является единственным источником энергии для мозга.
Расстройство обмена углеводов может быть обусловлено нарушением их переваривания и всасывания в пищеварительном тракте. Экзогенные углеводы поступают в организм в виде поли-, ди — и моносахаридов. Их расщепление в основном происходит в двенадцатиперстной кишке и тонком кишечнике, соки которых содержат активные амилолитические ферменты (амилазу, мальтазу, сахаразу, лактазу, инвертазу и др.). Углеводы расщепляются до моносахаридов и всасываются. Если продукция амилолитических ферментов недостаточна, то поступающие с пищей ди — и полисахариды не расщепляются до моносахаридов и не всасываются. Всасывание глюкозы страдает при нарушении ее фосфорилирования в кишечной стенке. В основе данного нарушения лежит недостаточность фермента гексокиназы, развивающаяся при тяжелых воспалительных процессах в кишечнике, при отравлении монойодацетатом, флоридзином. Нефосфорилированная глюкоза не проходит через кишечную стенку и не усваивается. Может развиться углеводное голодание.
Нарушение синтеза и расщепления гликогена. Патологическое усиление распада гликогена происходит при сильном возбуждении ЦНС, при повышении активности гормонов, стимулирующих гликогенолиз (СТГ, адреналин, глюкагон, тироксин). Повышение распада гликогена при одновременном увеличении потребления мышцами глюкозы происходит при тяжелой мышечной нагрузке. Синтез гликогена может изменяться в сторону снижения или патологического усиления.
Снижение синтеза гликогена происходит при тяжелом поражении печеночных клеток (гепатиты, отравление печеночными ядами), когда нарушается их гликогенообразовательная функция. Синтез гликогена снижается при гипоксии, так как в условиях гипоксии уменьшается образование АТФ, необходимой для синтеза гликогена.
Гипергликемия — повышение уровня сахара в крови выше нормального. Может развиваться в физиологических условиях; при этом имеет приспособительное значение, так как обеспечивает доставку тканям энергетического материала. В зависимости от этиологического фактора различают следующие типы гипергликемии.
Алиментарная гипергликемия, развивающаяся после приема большого количества легко усвояемых углеводов (сахар, конфеты, мучные изделия и др.).
Нейрогенная (эмоциональная) гипергликемия — при эмоциональном возбуждении, стрессе, боли, эфирном наркозе.
Гормональные гипергликемии сопровождают нарушения функций эндокринных желез, гормоны которых участвуют в регуляции углеводного обмена.
Гипергликемия при недостаточности гормона инсулина является наиболее выраженной и стойкой. Она может быть панкреатической (абсолютной) и внепанкреатической (относительной).
Панкреатическая недостаточность инсулина развивается при разрушении или повреждении инсулярного аппарата поджелудочной железы. Частой причиной является местная гипоксия островков Лангерганса при атеросклерозе, спазме сосудов. При этом нарушается образование в инсулине дисульфидных связей и инсулин теряет активность — не оказывает гипогликемического эффекта.
К инсулиновой недостаточности может привести разрушение поджелудочной железы опухолями, повреждение ее инфекционным процессом (туберкулез, сифилис). Образование инсулина может нарушиться при панкреатитах — острых воспалительно-дегенеративных процессах в поджелудочной железе.
Инсулярный аппарат перенапрягается и может истощиться при излишнем и частом употреблении в пищу легкоусвояемых углеводов (сахар, конфеты), при переедании, что ведет к алиментарной гипергликемии.
Ряд лекарственных препаратов (группы тиазидов, кортикостероиды и др.) могут вызывать нарушения толерантности к глюкозе, а у предрасположенных к диабету лиц явиться пусковым фактором в развитии данного заболевания.
Внепанкреатическая недостаточность инсулина. Ее причиной может послужить избыточная связь инсулина с переносящими белками крови. Инсулин, связанный с белком, активен лишь в отношении жировой ткани. Он обеспечивает переход глюкозы в жир, тормозит липолиз. При этом развивается так называемый диабет тучных.
При сахарном диабете нарушаются все виды обмена веществ.
Нарушения углеводного обмена определяют характерный симптом диабета — стойкую выраженную гипергликемию. Ее обусловливают следующие особенности углеводного обмена при сахарном диабете: понижение прохождения глюкозы через клеточные мембраны и ассимиляции ее тканями; замедление синтеза гликогена и ускорение его распада; усиление глюконеогенеза — образование глюкозы из лактата, пирувата, аминокислот и других продуктов неуглеводного обмена; торможение перехода глюкозы в жир.
Значение гипергликемии в патогенезе сахарного диабета двояко. Она играет определенную адаптивную роль, так как при ней тормозится распад гликогена и отчасти увеличивается его синтез. Глюкоза легче проникает в ткани, и они не испытывают резкого недостатка углеводов. Гипергликемия имеет и отрицательное значение. При ней резко повышается поступление глюкозы в клетки инсулиннезависимых тканей (хрусталик, клетки печени, бета-клетки островков Лангерганса, нервная ткань, эритроциты, стенка аорты). Избыточная глюкоза не подвергается фосфорилированию, а превращается в сорбитол и фруктозу. Это осмотически активные вещества, нарушающие обмен в данных тканях и вызывающие их повреждение. При гипергликемии повышается концентрация глюко — и мукопротеидов, которые легко выпадают в соединительной ткани, способствую образованию гиалина.
При гипергликемии, превышающей 8 моль/л, глюкоза начинает переходить в окончательную мочу — развивается глюкозурия. Это проявление декомпенсации углеводного обмена.
При сахарном диабете процессы фосфорилирования и дефосфорилирования глюкозы в канальцах не справляются с избытком глюкозы в первичной моче. Кроме того, при диабете снижена активность гексокиназы, поэтому почечный порог для глюкозы снижается по сравнению с нормальным. Развивается глюкозурия. При тяжелых формах сахарного диабета содержание сахара в моче может достигать 8-10%. Осмотическое давление мочи при этом повышается, в связи с чем в окончательную мочу переходит много воды. За сутки выделяется 5-10 л и более мочи (полиурия) с высокой относительной плотностью за счет сахара. В результате полиурии развивается обезвоживание организма, и как следствие его — усиленная жажда (полидипсия).
При очень высоком уровне сахара в крови (30-50 моль/л и выше) резко возрастает осмотическое давление крови. В результате происходит обезвоживание организма. Может развиться гиперосмолярная кома. Состояние больных при ней крайне тяжелое. Сознание отсутствует. Резко выражены признаки обезвоживания тканей (мягкие при пальпации глазные яблоки). При очень высокой гипергликемии уровень кетоновых тел близок к норме. В результате обезвоживания происходит повреждение почек, нарушается их функция вплоть до развития почечной недостаточности.
Патологические изменения в обмене жиров могут возникать на различных его этапах: при нарушении процессов переваривания и всасывания жиров; при нарушении транспорта жира и перехода его в ткани; при нарушении окисления жиров в тканях; при нарушении промежуточного жирового обмена; при нарушении обмена жира в жировой ткани (избыточное или недостаточное его образование и отложение).
Нарушение процесса переваривания и всасывания жиров наблюдается:
1. при недостатке панкреатической липазы,
2. при дефиците желчных кислот (воспаление желчного пузыря, закупорка желчного протока, заболевания печени). Нарушается эмульгирование жира, активация панкреатической липазы и образование наружной оболочки смешанных мицелл, в составе которых высшие жирные кислоты и моноглицериды переносятся с места гидролиза жиров к всасывающей поверхности кишечного эпителия;
3. при усиленной перистальтике тонкого кишечника и поражениях эпителия тонких кишок инфекционными и токсическими агентами
4. при избытке в пище ионов кальция и магния, когда образуются нерастворимые в воде соли желчных кислот — мыла;
5. при авитаминозах A и B, недостатке холина, а также при нарушении процесса фосфорилирования (тормозится всасывание жира).
Как следствие нарушения всасывания жира развивается стеаторея (кал содержит много высших жирных кислот и нерасщепленного жира). Вместе с жиром теряется и кальций.
Жировая инфильтрация и жировая дистрофия.
Если поступающий в клетки жир не расщепляется, не окисляется, не выводится из нее, это свидетельствует о жировой инфильтрации. Если она сочетается с нарушением протоплазматической структуры и ее белкового компонента, то говорят о жировой дистрофии. Общей причиной жировой инфильтрации и жировой дистрофии считают подавление активности окислительных и гидролитических ферментов жирового обмена (при отравлении мышьяком, хлороформом, при авитаминозах и т.д.).
Жировая инфильтрация развивается при:
1) алиментарной и транспортной гиперлипемии;
2) нарушении образования фосфолипидов;
Нарушение промежуточного жирового обмена приводит к кетозу, который проявляется в повышении уровня кетоновых тел в крови (кетонемия) и выделении их в повышенном количестве с мочой (кетонурия).
1) дефицит углеводов в организме;
2) стресс, при котором вследствие активации симпатической системы происходит истощение углеводных резервов организма;
3) при поражениях печени токсикоинфекционными факторами нарушается ее способность синтезировать и откладывать гликоген, происходит усиление поступления в печень НЭЖК и развитие кетоза;
4) дефицит витамина E, замедляющего окисление высших жирных кислот;
5) подавление окисления кетоновых тел в цикле Кребса;
6) нарушение ресинтеза кетоновых тел в высшие жирные кислоты при недостатке источников водорода.
Резко выраженный кетоз приводит к интоксикации организма (ЦНС), нарушается электролитный баланс из-за потери натрия с мочой (натрий образует соли с ацетоуксусной и β-оксимасляной кислотами), развивается ацидоз; уменьшение содержания натрия в крови может вызвать вторичный альдостеронизм. Все это характеризует диабетическую кому.
Нарушение обмена жиров в жировой ткани. Ожирение — это наклонность организма к чрезмерному увеличению массы тела под влиянием определенных условий. При этом масса тела увеличивается вследствие ненормальной аккумуляции жира в депо.
По этиологии ожирение бывает трех видов: алиментарное, гормональное, церебральное. Существенна роль наследственности в патогенезе ожирения. Ожирение развивается в результате следующих трех основных патогенетических факторов:
1) повышенного поступления пищи (углеводы, жиры) при несоответствующему этому поступлению энергетическом расходовании жира;
2) недостаточного использования (мобилизации) жира депо как источника энергии;
3) избыточного образования жира из углеводов.
1) нарушение толерантности к глюкозе,
2) гиперлипемия за счет ТГ и холестерина, чаще пре-β-липопротеидемия,
4) увеличение экскреции глюкокортикоидов с мочой, в отличие от больных с синдромом Кушинга соотношение экскреции глюкокортикоидов и креатинина остается у ожиревших нормальным,
5) после физической нагрузки, во время сна, после введения аргинина наблюдаются меньшие колебания концентрации СТГ в плазме,
6) понижение чувствительности к инсулину увеличенных адипоцитов и мускулатуры,
7) увеличение содержания НЭЖК в крови — повышенное потребление их мускулатурой,
гипертрофированные липоциты сильнее реагируют на норадреналин и другие липолитические вещества.
У больных с ожирением часто развиваются сердечно-сосудистые заболевания, гипертензия, желчно-каменная болезнь (желчь при ожирении оказывается литогенной, т.е. содержит мало детергентов, растворяющих эфиры холестерина). Тучные люди плохо переносят наркоз и оперативные вмешательства. Как послеоперационное осложнение часто возникает тромбоэмболия. Одним из грозных осложнений ожирения является сахарный диабет. При ожирении увеличена вероятность цирроза печени, женщины, страдающие ожирением, чаще заболевают раком эндометрия, т.к. их жировая ткань обладает большей способностью метаболизировать андростендион в эстрон. При ожирении наблюдается одышка, т.к. массивные подкожно-жировые отложения ограничивают движения грудной клетки, скопление жира в брюшной полости препятствует опусканию диафрагмы. Увеличена потребность в кислороде, но затруднен газообмен, относительная легочная недостаточность усиливается, развивается частое поверхностное дыхание.
Избыточное кормление ребенка в течение первого года жизни способствует развитию гиперпластического (многоклеточного) ожирения (ненормальное увеличение числа жировых клеток). Это ожирение имеет плохой прогноз в отношении редукции массы тела. Оно постоянно сочетается с гипертрофией и наблюдается при ожирении высокой степени. Ожирение, развивающееся в старшем детском возрасте — гипертрофическое (увеличение объема жировых клеток). Оно, как правило, является результатом переедания.
При нормальной (соответственно энергетическим тратам) функции пищевого центра причиной ожирения может быть недостаточное использование жира из жировых депо в качестве источника энергии. Это может иметь место при снижении тонуса симпатической и повышении тонуса парасимпатической нервной системы, при тормозящем влиянии коры головного мозга на центры симпатического отдела диэнцефальной области.В нервных веточках жировой ткани обнаруживаются явления интерстициального неврита.
Поскольку процессы мобилизации жира из депо находятся под контролем гормональных и гуморальных факторов, то нарушение продукции этих факторов приводит к ограничению использования жира. Это наблюдается при недостаточности щитовидной железы и гипофиза.
Повышенная секреция глюкокортикоидов вызывает гипергликемию за счет усиления глюконеогенеза. Увеличение концентрации глюкозы в крови уменьшает выход жира из депо и увеличивает поглощение НЭЖК и ХМ жировой тканью.
Основное действие инсулина:
● на углеводный обмен — активирует гликогенсинтетазу (способствует синтезу гликогена), активирует гексокиназу, тормозит глюконеогенез, способствует транспорту глюкозы через мембрану клеток;
● на жировой обмен — угнетает липолиз в жировых депо, активирует переход углеводов в жир, тормозит образование кетоновых тел, стимулирует расщепление кетоновых тел в печени;
● на белковый обмен — усиливает транспорт аминокислот в клетку, обеспечивает энергией синтез белка, тормозит окисление аминокислот, тормозит распад белка;
● на водно-солевой обмен — усиливает поглощение печенью и мышцами калия, обеспечивает реабсорбцию натрия в канальцах почек, способствует задержке воды в организме.
Недостаточность инсулина лежит в основе заболевания сахарным диабетом.
Нарушения жирового обмена. При инсулиновой недостаточности уменьшено поступление глюкозы в жировую ткань и образование жира из углеводов. Снижен ресинтез триглицеридов из жирных кислот.
Накопление кетоновых тел при сахарном диабете происходит в связи с повышенным переходом жирных кислот из депо в печень и ускоренным окислением их до кетоновых тел; задержкой ресинтеза жирных кислот из-за недостатка НАДФ; нарушением окисления жирных кислот в цикле Кребса.
При сахарном диабете концентрация кетоновых тел возрастает во много раз, они оказывают токсическое действие. Гиперкетонемия — это декомпенсация обменных нарушений при сахарном диабете. Кетоновые тела в высокой концентрации инактивируют инсулин, усугубляя явления инсулиновой недостаточности. Создается порочный круг. Наиболее высока концентрация ацетона. Он повреждает клетки, растворяя их структурные липиды. Кетоновые тела вызывают отравление клеток, подавление ферментов. Резко угнетается деятельность ЦНС.
При сахарном диабете нарушен холестериновый обмен. Избыток ацетоуксусной кислоты идет на образование холестерина — развивается гиперхолестеринемия.
Нарушения белкового обмена. Синтез белка при сахарном диабете снижен, так как выпадает или резко ослабляется стимулирующее влияние инсулина на ферментные системы этого синтеза; снижается уровень энергетического обмена, обеспечивающего синтез белка в печени; нарушается проведение аминокислот через клеточные мембраны. При дефиците инсулина снимается тормоз с ключевых ферментов глюконеогенеза и происходит интенсивное образование глюкозы из аминокислот и жира — аминокислоты расходуются на глюконеогенез.
Таким образом, при сахарном диабете распад белка преобладает над его синтезом. В результате этого подавляются пластические процессы, ухудшается заживление ран, снижается продукция антител, понижается устойчивость организма к инфекциям. У детей происходит замедление роста и развития. Происходят и качественные изменения синтеза белка. В крови появляются измененные, необычные белки — парапротеины. С ними связывают повреждение стенки сосудов (ангиопатии), в том числе и сосудов сетчатки глаза (ретинопатии).