3 курс / Патологическая физиология / Методичка 3 патфиз
.pdfМестные влияния обусловлены характером роста1 опухоли:
Для доброкачественных опухолей характерен экспансивный рост - он обычно медлен ный. Опухоль растет, отодвигая окружающие ткани. Ткани атрофируются, замещаются со единительной тканью, и опухоль окружается как бы капсулой (псевдокапсула). Однако неко торые злокачественные опухоли (например, фибросаркома, рак почки) могут расти экспансивно.
Злокачественные опухоли так же вызывают местные нарушения, но они более выра жены, поскольку для них характерен инфилътративный рост. Клетки опухоли врастают в окружающие ткани и разрушают, их. Инфильтративный рост обычно быстрый и характерен для незрелых, злокачественных опухолей. Они проникают в нормальную ткань и формируют выросты из неопластических клеток, простирающиеся во все стороны. После проникновения через базальную мембрану злокачественные клеток могут прорастать в лимфатические и кровеносные сосуды, что является первым шагом к системному распространению. Инфиль трирующие неопластические клетки имеют тенденцию распространяться по пути наимень шего сопротивления, разрушая ткани. К механизмам, участвующим в инвазии предположи тельно относят синтез протеаз, потеря контактного ингибирования и уменьшение адгезивных свойств клеток (см. выше). Размер поля инфильтрации сильно варьирует (например, при раке же лудка резецируется больший объем тканей, чем при лейомиосаркоме, т.к. эпителиальные раковые клетки обла дают большим инфильтрирующим потенциалом, чем опухолевые гладкие миоциты).
Аппозиционный рост опухоли происходит за счет неопластической трансформации нормальных клеток в опухолевые, что наблюдается в опухолевом поле (например, рост десмоид передней брюшной стенки).
По отношению к просвету полого органа различают эндофитный и экзофитный рост опухоли. Эндофитный рост - это инфильтративный рост опухоли вглубь стенки органа. Эк зофитный рост - это экспансивный рост опухоли в полость органа.
Клетки злокачественной опухоли распространяются по возможным путям метастазирования: лимфогенным, гематогенным, имплантационным и смешанным, в органы и ткани, удаленные от первичного очага с последующей пролиферацией и развитием опухолевых уз лов. Для одних гистогенетических групп опухолей (например, сарком) характерны гематоген ные метастазы, для других (например, рака) - лимфогенные. Доброкачественные опухоли, как правило, не распространяются.
Метастазирование - образование вторичных очагов опухолевого роста (метастазов)
презультате распространения клеток из первичного очага в другие ткани. Метастазы возни кают только из злокачественных новообразований.
К числу факторов, способствующих развитию метастазов, относятся: слабые меж
клеточные контакты, высокая подвижность опухолевых клеток, более высокое гидростатиче ское давление в опухолевом узле по сравнению с окружающими тканями, более низкие зна чения pH в опухолевой ткани по сравнению с окружающими тканями (движение клеток осу ществляется по градиенту рН \ выделение опухолевыми клетками многочисленных протеаз
(//апример, коллагеназы).
Метастазирование складывается из следующих этапов:
1) проникновение опухолевых клеток в просвет кровеносного или лимфатического со
суда
2)перенос опухолевых клеток током крови или лимфы
3)остановка опухолевых клеток на новом месте
4)выход опухолевых в периваскулярную ткань
5)рост метастаза.
Пять клинических феноменов являются патогенетической основой наиболее инфор мативных симптомов рака различных органов:
Феномен обтурации. Наблюдается при раке большинства полых и некоторых паренхиматоз ных органов. Обусловлен постепенным сужением, либо сдавлением просвета трубки органа растущей1
1различают три вида роста опухоли: экспансивный, инфильтративный, аппозиционный.
21
опухолью. Типичным является постепенное нарастание симптомов, обусловленных феноменом заку порки.
Феномен деструкции. Чаще встречается при экзофитных и изъязвленных опухолях. Обу словлен распадом новообразования или травмой, наносимой хрупким опухолевым массам твердым содержимым органа или какими-либо механическими факторами. Феномен деструкции сопровожда ется разрывом сосудов и кровотечением из опухоли. При этом чаще разрываются мелкие сосуды.
Феномен компрессии. Под этим термином мы понимаем давление опухоли на нервные ство лы, окружающие органы и ткани. Этот феномен проявляется двояко: болевыми ощущениями и нару шением функций органов. Наиболее характерны болевые ощущения.
Феномен общей интоксикации. Установлено, что злокачественная опухоль ведет к наруше нию обмена веществ. При этом страдает азотистый и углеводный обмен, происходят значительные нарушения ферментного и гормонального баланса. Интоксикация, вызванная нарушениями обмена, проявляется разнообразными клиническими симптомами, наиболее типичны из которых: общая сла бость, потеря в весе и потеря аппетита.
Феномен опухолевого образования. Наличие видимого или прощупываемого опухолевого образования является наиболее достоверным признаком злокачественного новообразования.
Нарушение специфических функций органов. Многие опухоли сопровождаются наруше нием специфических функций органов. Наиболее ярко это проявляется при опухолях желез внутрен ней секреции и органов кроветворения.
Клетки злокачественных опухолей, также ктк и доброкачественных, могут продуци ровать гормоны, гормоноподобные и БАВ, что лежит в основе развития их системных влия ний на организм.
Гормональные эффекты
В настоящее время известны основные типы нейроэндокринных опухолей: гастринома, соматостатинома, глюкагонома, випома, инсулинома и карциноидные опухоли. Нейроэн докринные опухоли могут секретировать полипептидные гормоны и амины, что во многом определяет их клиническую картину. Более 20 видов нейроэндокринных клеток пищевари тельной системы являются базой развития соответствующих нейроэндокринных опухолей. Опухоли, происходящие из энтерохромаффинных клеток, называются карциноидными опу холями. Изредка карциноидные опухоли развиваются в половых железах, предстательной железе, почках, молочных железах, тимусе или коже;.
Карциноидные опухоли продуцируют большое количество гуморальных медиаторов, в том числе 5-ОТ’ брадикинина, тахикининов, 5-НТ, ПГ' нейротензина и SP. Диарея и фиброз тканей, возможно, происходят в результате воздействия 5-ОТ, в то время как покраснение кожи и бронхоспазм - наиболее вероятные результаты действия кининов, 5-НТ и ПГ.
Экспрессию регуляторных пептидов контролирует недавно идентифицированный супрессор ный ген, локализующийся в XI хромосоме в локусе 13q и кодирующий ключевой энзим, переносчик сигнала на нейроэндокринную клетку. Снижение экспрессии или исчезновение супрессорного гена фермента важного для передачи сигналов на медиаторнлй G-протеин мембраны эндокринной клет ки, приводит к гиперфункции.
В результате высвобождения гормонов развивается карциноидный синдром. Он вклю чает в себя покраснение кожи (90%), понос (75%), бронхоспазм (20%), фиброз эндокарда (33%), поражение створок клапанов правой половины сердца и, реже, фиброз плевры, брю шины и забрюшинной клетчатки. Карциноидный синдром проявляется при попадании гумо ральных медиаторов в систему кровообращения.
Опухоли из клеток островков подэюелудочной железы приводят к гиперпродукции гормонов, таких как инсулин, гастрин, глюкагон, соматостатин и вазоактивный интестинальный полипептид
(ВИЛ).
Инсулиномы секретируюг повышенное количество инсулина, что приводит к развитию гипо гликемии, которая у здорового человека бывает при длительном голодании или после физической
22
нагрузки. Наиболее частые симптомы включают в себя: помутнение сознания, нечеткую речь, сниже ние зрения, судороги и кому в результате нейрогликопении как следствие уменьшения доставки глю козы к головному мозгу. Раздражение адренергических рецепторов приводит к появлению таких симптомов как тремор, потливость, сердцебиение, головная боль и тошнота.
Гастринома (гастринпродуцирующая опухоль) секретирует большие количества гастрина, который стимулирует выделение в желудке соляной кислоты. Гастринома обычно развивается из клеток островков поджелудочной железы, но она также может обнаруживаться в двенадцатиперстной кишке и желудке. У больных развиваются пептические язвы, которые часто сопровождаются секре- |орной диареей (синдром Золлингера-Элиссона).
Глюкагономы (глюкагонсекретирующие опухоли) приводят к развитию несахарного диабета, потере веса, анемии, кожной сыпи, известной под названием некролитической мигрирующей эрите мы.
Соматостатиномы (опухоли, секретирующие соматостатин) приводят к развитию несахармого диабета, потере веса, стеаторее и холелитиазу.
Опухоли коры надпочечников относятся к числу самых распространенных новообразований у человека. Рост опухолевых клеток, гиперплазия надпочечников, формирование опухоли и автономная продукция гормонов связаны с изменением межклеточных взаимодействий, местной продукции ФР и цитокинов, аберрантной экспрессией эктопических рецепторов в опухолевых клетках.
Большинство злокачественных новообразований надпочечников представляют собой круп ные, гормонально-активные опухоли, которые вырабатывают большое количество кортизола или андрогенов, в том числе дегидроэпиандростерон и его сульфат. В целом ткань злокачественных опучолей коры надпочечников содержит рад ферментов, которые запускают биосинтез неполноценных с I ероидов, поэтому при данных заболеваниях в плазме крови повышена концентрация предшествен ников стероидных гормонов, что типично для ферментной блокады. Налитое феминизации можно подтвердить при выявлении повышенного содержания в плазме крови эстрадиола или эстрона, а так же при определении уровня альдостерона, 11-дезоксикортикостерона и кортикостерона.
Паранеопластический синдром
В возникновении опухолевого роста, как известно, значительная патогенетическая роль отводится нарушениям иммунологического контроля в организме. В то же время и сама опухоль оказывает иммунодепрессивное влияние на соответствующие компетентные систе мы организма, что приводит к возникновению приобретенного (вторичного) иммунодефициia. Следствием такого иммуно дефицитного состояния является возникновение ряда аутоим мунных и иммунокомплексных патологических процессов, объединяемых в понятие папанеопластического синдрома, клинические проявления которого весьма разнообразны и охватывают самые различные органы и системы.
П аран еоп ласти ч ески й синдром - это дистанционное (системное) воздействие новооб разования, не связанное с прямой инвазией или компрессией опухоли и/или метастазами.
Клинические признаки возникают, как правило, вдали от основного процесса и их нельзя объяснить прямым влиянием злокачественной опухоли или ее метастазов. В одних случаях паранеопластический синдром чаще обусловлен глубокими биохимическими сдви- I ами, свойственными злокачественным новообразованиям большой массы. В других случаях <ш является следствием аутоиммунных реакций. Проявления паранеопластического процесса могут возникать на ранних стадиях развития опухоли, до появления клинической картины опухолевого поражения органа.
Паранеоплазии, помимо синдромов, могут включать гормональные, биохимические, гематологические и неврологические нарушения, сочетающиеся со злокачественными опу холями.
Паранеопластические синдромы встречаются в 10% случаев злокачественных ново образований различных локализаций.
В ряде случаев в отвез онкологический процесс возникают моноорганные и систем ные поражения (разнообразные неспецифические реакции, чаще иммунологически обусловленные, полно стью имитирующие известные нозологические формы), объединяемые в паранеопластический син дром, который поражает своим чрезвычайным разнообразием. Паранеопластический с т аром включает большое число проявлений— наиболее часто встречаются лихорадка, мигри
23
рующий тромбофлебит, синдром «барабанных палочек», синдром Рейно, нефротический синдром, лейкемоидные реакции, гиперурикемия, дерматомиозит и ревматоидный артрит, а также эндокринные маски, амилоидоз, нейропатии. Указанные паранеопластические реакции обусловлены различными опухолями, но, прежде всего опухолями почки и бронхогенным раком, а также опухолями поджелудочной железы, лечени, толстой кишки, лимфомами (лим фогранулематоз, неходжкинская лимфома), гемобластозами. Важно иметь в виду то, что паранео пластические проявления не зависят от размеров опухоли, они могут определять ее клиниче ский дебют в течение длительного периода, и своевременное удаление опухоли обычно при водит к полному исчезновению паранеопластического синдрома.
Анемж обусловлена коротким периодом жизни эритроцитов и нарушением метаболизма же леза. Наблюдается гипохромия эритроцитов, анизоцигоз, пойкилоцитоз, снижение уровня гемогло бина и сывороточного железа.
Лейкемоидные реакции возникают из-за продукции опухолью КСФ.
ДВС-синдром характерен для многих локализаций рака, часто сочетается с мигрирующим тромбофлебитом или не бактериальным тромботическим эндокардитом. Развивается из-за способно сти ряда опухолей продуцировать тромбопластические и протеолитические вещества.
Анорексия и кахексия. Многие больные отмечаю]’ похудание, снижение аппетит, общую сла бость и низкую работоспособность. В крови выявляют недостаток витамина С и низкие уровни фоли евой кислоты. Считается, что кахексия и анорексия связаны с выделением ФИО, ПЛ-1, а также раз личных ПГ.
Нефротический синдром развивается вследствие образования иммунных комплексов в клу бочковом аппарате почек. Проявляется интенсивной протеинурией, гипоальбуминсмией, диспрогеинемией (преобладание ^-глобулинов), гиперлипидемией и липидурией, отеками, выпотом в серозных полостях.
2 ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ
Метаболизм (гр. цтсфокц - «превращение, изменение»), или обмен веществ - набор химических реакщй, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды. Метаболизм обычно делят на две стадии: в ходе ката болизма1 сложные органические вещества деградируют до более простых; в процессах ана болизма2 с затратами энергии синтезируются такие вещества, как белки, сахара, липиды и нуклеиновые кислоты (рис. 3). Эти процессы идут параллельно и всю жизнь. Различают сле дующие этапы:
>поступление питательных веществ в организм
>всасывание их из пищеварительного тракта
>перераспределение и усвоение питательных веществ
>выделение остатков продуктов распада, которые не могут усвоиться в организме. Обмен веществ происходит между клетками организма и межклеточной жидкостью,
постоянство состава которой поддерживается кровообращением. Химические реакции обме на веществ называют метаболическими путями, в них при участии ферментов одни биоло гически значимые молекулы последовательно превращаются в другие. Ферменты играют важную роль в метаболических процессах. Они:
•действуют как биологические катализаторы и снижают энергию активации хи мической реакции
•позволяют регулировать метаболические пути в ответ на изменения среды клетки или сигналы от других клеток.
Г » -Ч- •>-, |
^ ^ ^ |
ч Ч - Ч - ч S |
j |
< ч' •. ч ^ |
Рис. 3. Схема обмена веществ (Резанова ЕА. и соавт., 1998).
Органические вещества, входящие в состав всех живых существ, представлены в осювном аминокислотами, углеводами, липидами и нуклеиновыми кислотами. Так как эти мо-
катаболизмом называют метаболические процессы, при которых расщепляются относительно крупные оргашческие молекулы сахаров, жиров, аминокислот. В ходе катаболизма образуются более простые органические юлекулы, необходимые для реакций анаболизма (биосинтеза).
анаболизм — совокупность метаболических процессов биосинтеза сложных молекул с затратой энергаи. Сложные молекулы, входящие в состав клеточных структур, синтезируются последовательно из более простых [редшественников. Анаболизм включает три основных этапа, катализируемых специализированными ферменами. На первом этапе синтезируются молекулы-предшественники, например, аминокислоты, моносахариды, ерпеноиды и нуклеотиды. На втором этапе предшественники с затратой энергии АТФ преобразуются в акти рованные формы. На третьем этапе активированные мономеры объединяются в более сложные молекулы, [апример, белки, полисахариды, липиды и нуклеиновые кислоты.
25
лекулы имеют важное значение для жизни, метаболические реакции сосредоточены на со здании этих молекул при строительстве клеток и тканей или разрушении их с целью исполь зования в качестве источника энергии.
Выделяют несколько уровней регуляции метаболизма. В метаболическом пути проис ходит саморегуляиия на уровне субстрата или продукта (например, уменьшение количества продук та может компенсировано увеличить поток субстрата реакции по данному пути). Этот тип регулирования часто включает аллостерическое регулирование активности некоторых ферментов в метабо лических путях. Внешний контроль включает клетку многоклеточного организма, изменяю щую свой метаболизм в ответ на сигналы от других клеток. Эти сигналы, как правило, в виде растворимых мессенджеров (например, гормоны и факторы роста) определяются специфическими рецепторами на поверхности клеток. Затем эти сигналы передаются внутрь клетки системой вторичных мессенджеров, которые зачастую связаны с фосфорилированием бежов.
Обмен углеводов
Углеводы являются наиболее распространёнными биологическими молекулами. Уг леводы выполняют следующие функции: хранение и транспортировка энергии (крахмал, гликоген), структурная (хитин у животных). Наиболее распространенными мономерами саха ров являются гексозы — глюкоза, фруктоза и галактоза. Моносахариды входят в состав бо лее сложных линейных или разветвленных полисахаридов.
Углеводный обмен — совокупность процессов превращения моносахаридов и их производных, а также гомо полисахаридо в, гетеро полисахаридо в и различных углеводсодер жащих биополимеров (гликоконъюгатов) в организме человека и животных. В результате угле водного обмена происходит снабжение организма энергией, осуществляются процессы пере дачи биологической информации и межмолекулярные взаимодействия. Углеводные компо ненты многих веществ, например гормонов, ферментов, транспортных гликопротеинов, яв ляются маркерами этих веществ, благодаря которым их «узнают» специфические рецепторы плазматических и внутриклеточных мембран.
В процессе анаболизма сахаров простые органические кислоты могут быть преобра зованы в моносахариды (например, в глюкозу) и затем использованы для синтеза полисахари дов, таких как крахмал.
Один из наиболее важных углеводов — глюкоза — является не только основным ис точником энергии, но и предшественником пентоз. уроновых кислот и фосфорных эфиров гексоз. Глюкоза образуется из гликогена и углеводов пищи — сахарозы, лактозы, крахмала, декстринов. Образование глюкозы из соединений, как пируват, лактат, глицерин, 3- фосфоглицерат и аминокислот называют глюконеогенезом. В процессе глюконеогенеза пи руват превращается глюкозо-6-фосфат через ряд промежуточных соединений, многие из ко торых образуются и при гликолизе. Глюконеогенез происходит главным образом в печени и почках. Полисахариды выполняют структурные и метаболические функции, а также могут быть соединены с липидами (гликолипццы) и белками (гликопротеццы) при помощи ферментов олигосахаридтрансфераз.
Переваривание углеводов начинается в ротовой полости при участии гидролитиче ских ферментов слюны (а-амилаза). Под влиянием а-амилазы происходят первые фазы распада крахмала (или гликогена) с образованием декстринов (в небольшом количестве образуется и мальтоза).
Затем пища, смешанная со слюной, попадает в желудок. Желудочный сок не содер жит ферментов, расщепляющих сложные углеводы. В желудке действие а-амилазы слюны прекращается, так как желудочное содержимое имеет резко кислую реакцию (pH 1,5-2,5). Однако в более глубоких слоях пищевого комка, куда не сразу проникает желудочный сок, действие амилазы некоторое время продолжается и происходит расщепление полисахаридов с образованием декстринов и мальтозы.
Наиболее важная фаза распада крахмала и пикогена протекает в 12-п кишке под дей ствием а-амилазы поджелудочного сока. Здесь pH возрастает приблизительно до нейтраль ных значений, при этих условиях а-амилаза панкреатического сока обладает почти макси-
26
мальной активностью. Этот фермент завершает превращение крахмала и гликогена в мальто зу, начатое амилазой слюны. Образующаяся мальтоза оказывается только временным про дуктом, так как она быстро гидролизуется под влиянием фермента малыпазы (а-глюкозидазы)
на 2 молекулы глюкозы. Кишечный сок содержит также активную сахарозу, под влиянием которой из сахарозы образуются глюкоза и фруктоза. Лактоза, которая содержится только в молоке, под действием лактазы кишечного сока расщепляется на глюкозу и галактозу. В конце концов углеводы пищи распадаются на составляющие их моносахариды (преимуще ственно глюкоза, фрзктоза и галактоза), которые всасываются кишечной стенкой и затем попадают в кровь. Более 90% всосавшихся моносахаридов (главным образом глюкоза) с током крови через
воротную вену доставляется прежде всего в печень. Остальное количество моносахаридов поступает по лимфатическим путям в венозную систему. В печени значительная часть всо савшейся глюкозы превращается в гликоген, который откладывается в печеночных клетках.
Транспорт углеводы через эпителиальные клетки кишечника и поступление в клетки периферических тканей осуществляются с помощью особых транспортных систем. Суще ствуют особые белки-переносчики — пермеазы (транслоказы), специфические по отношению к
сахарам и их производным. Транспорт углеводов может быть пассивным и активным. При пассивном транспорте перенос углеводов осуществляется по направлению градиента концен трации. При активном транспорте поглощение сахаров клетками является УУа+-независимым процессом. В организме человека и животных активный транспорт углеводов происходит главным образом в клетках эпителия слизистой оболочки кишечника и в извитых канальцах почек.
Регуляция углеводного обмена осуществляется при участии очень сложных механиз мов, которые могут оказывать влияние на индуцирование или подавление синтеза различных ферментов углеводного обмена, либо способствовать активации или торможению их дей ствия. Инсулин, катехоламины, глюкагон, соматотропный гормон и стероидные гормоны
оказывают выраженное влияние на разные процессы углеводного обмена. Инсулин способ ствует накоплению в печени и мышцах гликогена, активируя фермент гликогенсинтетазу, и подавляет гликогенолиз и глюконеогенез. Антагонист инсулина — глюкагон стимулирует гликогенолиз. Адреналин, стимулируя действие аденилатциклазы, оказывает влияние на весь каскад реакций фосфоролиза. Гонадотропные гормоны активируют гликогенолиз в плаценте. Глюкокортикоидные гормоны стимулируют процесс глюконеогенеза. Соматотропный гор мон оказывает влияние на активность ферментов пентозофосфатного пути и снижает утили зацию глюкозы периферическими тканями. В регуляции глюконеогенеза принимают участие ацетил-КоА и восстановленный никотинамидадениндинуклеотид. Повышение содержания жирных в плазме крови тормозит активность ключевых ферментов гликолиза. В регуляции ферментативных реакций углеводного обмена важную цель играют ионы С ^ +, часто в связи с особым СяГ^-связывающим белком — калмодулином.
Для оценки состояния углеводного обмена проводят однократное и многократное определение глюкозы, определение продуктов метаболизма углеводов - молочной и пировиноградной кислот, а также активности отдельных ферментов углеводного обмена (табл. 1). В моче определяют глюкозу и кетоновые тела. Несмотря не то, что в крови присутствуют фруктоза, рибоза, дезоксирибоза, гликоген, а также следы сахароза, лактозы, галактозы, ман нозы, о состоянии углеводного обмена судят по уровню глюкозы в крови.
Таблица 1
Показатели углеводного обмена
Глюкоза |
|
|
Плазма |
4,2-6,11 ммоль/л |
|
Цельная капиллярная кровь |
3,88-5,55 ммоль/п |
|
Глюкозотолерантный тест |
|
|
|цельная капиллярная кровь |
|
|
Натощак |
не более 5,55 ммоль/п |
|
Через 120 мин |
не более 7,8 ммоль/п |
\ |
г Сиаловые кислоты |
2,0-2,33 ммоль/л |
|
|
135-200 уел. ед. |
|
Связанные с белком гексозы |
5,8-6,6 ммоль/л |
|
:■из них с серомукоидом |
1,2-1,6 ммоль/л |
|
Гликозилированный гемоглобин |
4,5-6,1 молярных % |
|
Молочная кислота |
0,99-1,75 ммоль/л |
|
Пул глюкозы в организме - результат динамического равновесия процессов, обеспе чивающих пополнение этого пула и процессов, сопровождающихся использованием глюко зы из пула для нужд органов тканей. Пополнение пула глюкозы идет за счет следующих процессов:
•поступление глюкозы из кишечника
•образование глюкозы из других моносахаридов (например, из галактозы или фруктозы)
•распад резервного гликогена в печени (гликогенез)
•синтез глюкозы из неуглеводных соединений (глюконеогенез). Основные направления использования глюкозы из пула:
Sокислительный распад глюкозы (аэробное окисление до С02 и Я А анаэробное окисление до лактата и др.)
S синтез резервного гликогена
S синтез липидов
S синтез других моносахаридов или их производных
S синтез заменимых аминокислот
S синтез других азотсодержащих соединений, необходимых клеткам.
Функции углеводов различных классов
Функции углеводов в организме разнообразны и, естественно, различны для разных классов соединений.
М оносахариды и их производные выполняют:
Фэнергетическую функцию (окислительное расщепление этих соединений дает организму
55-60 % необходимой ему энерпш).
♦ промежуточные продукты распада моносахаридов и их производных исполь зуются в клетках для синтеза других необходимых клетке веществ (могут синтезировать
ся липиды и заменимые аминокислоты).
Ф моносахариды и их производные выполняют структурную функцию, являясь мономерными единицами других, более сложных молекул, таких как полисахариды или нуклеотиды.
Главной функцией гетероолигосахаридов является структурная функция - они яв ляются структурными компонентами гликопротеидов и гликолипидов, глизаминопротеогликанов. В этом качестве гетероолигосахариды участвуют в реализации глико протеидами це лого ряда функций:
28
♦> |
регуляторной [гормоны гипофиза тиротропин и гонадотрошшы - гликопротеиды] |
|
коммуникативной [рецепторы клеток - гликопротеины] |
*1* |
защитной \ЛТ- гликопротеины]. |
Кроме того, гетероолигосахаридные блоки, входя в состав гликолипидов и гликопро теидов, участвуют в формировании клеточных мембран (например, такой важный элементклеточ
ной структуры как гликокалликс).
Гликоген - единственный гомополисахарид, имеющийся в организме животных - вы полняет резервную функцию, причем он является резервом не только энергетическим, но также и резервом пластического материала. Запасы гликогена в печени могут составлять до 3-5% от сырой массы этого органа [порой до 10% \ а его содержание в мышцах - до 1% об щей массы ткани.
Патология углеводного обмена
Нарушения обмена углеводов возможны на всех его этапах — от расщепления и вса сывания в ЖКТ до утилизации моносахаридов в тканях. Они сопровождаются снижением или повышением концентрации глюкозы в крови (шло- и гипергликемии).
Нарушения гидролиза и всасывания
Всасывание углеводов нарушается при недостаточности амилолитических ферментов ЖКТ (амилаза панкреатического сока и др.). При этом поступающие с пищей углеводов не рас
щепляются до моносахаридов и не всасываются. Развивается углеводное голодание. Всасывание углеводов страдает также при нарушении фосфорилирования глюкозы в
кишечной стенке, возникающем при воспалении кишечника, при отравлении ядами, блоки рующими фермент гексокиназу (флоридзин, монойодацетат). Не происходит фосфорилирования
глюкозы в кишечной стенке, и она не поступает в кровь.
У больных детей может отсутствовать активный транспорт D-глюкозы и D- галактозы, а у их родителей он в какой-то степени сохранен, что подтверждает специфич ность и аутосомный рецессивный характер наследования аномалии.
При нарушении всасывания у больного, получающего молоко или пищу, содержащие лактозу, сахарозу, глюкозу или галактозу, развивается профузная водная диарея. Специфиче ское нарушение всасывания в кишечнике можно подтвердить с помощью перорального глю козотолерантного теста, при котором не происходит повышения уровня глюкозы или галак тозы в плазме. Соблюдение диеты, не содержащей глюкозы или галактозы, приводит к лик видации симптомов. Несмотря на то, что основной дефект транспорта сохраняется в течение всей жизни, с возрастом у большинства больных толерантность к глюкозе и галактозе повы шается.
Нарушения транспорта
Недиабетическая мелитурия. В моче идентифицируются пентозы, гексозы, гептозы и дисахариды.
Мелитурии связаны:
ос диффузным поражением почек
ос потреблением неметаболизирующихся сахаров
онакотением сахара в крови обусловлено недостаточной активностью катаболических ферментных систем и «сбрасыванием» в мочу.
Специфическое наследование выявлено только для нарушения транспорта гексоз. По чечная гликозурия и нарушение всасывания глюкозы и галактозы в кишечнике как наслед ственные аутосомные рецессивные аномалии указывают на то, что у человека существует не менее двух специфических белковых переносчиков для гексоз на ворсинчатой поверхности клеток тощей кишки и почечных канальцев: один для глюкозы, а другой — общий для глю козы и галактозы.
Известно два типа глюкозурии:
29
■тип А характеризуется снижением максимальной способности канальцев к ре абсорбции
■тип Б — снижением порога глюкозурии.
Уздорового человека в клубочковом фильтрате глюкоза присутствует в той же концентрации, что и в плазме. В проксимальных извитых канальцах она реабсорбируется с помощью зависимого от
Na+транспортного механизма. Почки способны реабсоэбировать глюкозу при большей ее концен трации в плазме (и, соответственно, в клубочковом фильтрате), чем в норме, поэтому она не появля ется в моче до тех пор, пока не будет превышен порог реабсорбции.
Нарушения промежуточного обмена углеводов
При гипоксических состояниях (например, нарушениями кровообращения или дыхания, вы сотная болезнь, анемия, понижение акгивносш системы тканевых окислительных ферментов при некоторых инфекциях и интоксикациях, гипо- и авитаминозы, а также в результат относительной гипоксии при чрезмер ной мышечной работе) анаэробная фаза превращения углеводов преобладает над аэробной фа зой. Происходит избыточное накопление в тканях и крови молочной и пировиноградной кислот. Содержание молочной кислоты в крови возрастает в несколько раз. Возникает аци доз. Нарушаются ферментативные процессы. Снижается образование АТФ. Для обеспечения клетки энергией активируется гликолиз, что приводит к накоплению лактата, в меньшей сте пени пирувата и дефициту в крови глюкозы. Дефицит кислорода, как конечного акцептора пирувата, как основного субстрата Ц ТК замедляет активность работы этих участков метабо лизма глюкозы, что приводит к резкому снижению в клетках концентрации АТФ. Далее раз виваются патологические процессы общего характера (прекращение работы К*-Na+-насоса, активация процессов ПОЛ) и пр.
Расстройства функции печени, где в норме часть молочной кислоты ресинтезируется в глюкозу и гликоген. При поражении печени этот ресинтез нарушается. Развиваются гиперлакцидемия и ацидоз.
Гиповитаминоз Bi. Нарушается окисление пировиноградной кислоты, так как вита мин Bi входит в состав кофермента, участвующего в этом процессе. Пиро виноградная кис лота накапливается в избытке и частично переходит в молочную кислоту, содержание кото рой также возрастает. При нарушении окисления пировиноградной кислоты снижается син тез ацетилхолина и нарушается передача нервных импульсов. Уменьшается образование из пировиноградной кислоты ацетилкоэнзима А. Пировиноградная кислота является фармако логическим ядом для нервных окончаний. При увеличении ее концентрации в 2-3 раза воз никают нарушения чувствительности, невриты, параличи и др.
Генетически обусловленные дефекты ферментов
Галактоземия - генетически обусловленное наследственное нарушение обмена моно сахаридов развивается в результате дефекга синтеза фермента галактозо-1- фосфатуридилтрансферазы. Признаки галактоземии отмечают также при генетическом де фекте УДФ-глюкоза-4-эпимеразы. Характерными признаками галактоземии являются гипо гликемия, галактозурия, появление и накопление в крови наряду с галактозой галактозо-1- фосфата, а также снижение массы тела, жировая дистрофия и цирроз печени, желтуха, ката ракта, развивающаяся в раннем возрасте, задержка психомоторного развития. При тяжелой форме галактоземии дети часто погибают ни первом году жизни вследствие нарушений функций печени или пониженной сопротивляемости инфекциям.
Фруктоземия - наследственная непереносимость моносахаридов (фруктозы), которая вызывается генетическим дефектом фруктозофосфатальдолазы и в ряде случаев — сниже нием активности фруктоза-1,6-дифосфат-альдолазы. Болезнь характеризуется поражениями печени и почек. Для клинической картины характерны судороги, частая рвота, иногда кома тозное состояние. Симптомы заболевания появляются в первые месяцы жизни при переводе детей на смешанное или искусственное питание. Нагрузка фруктозой вызывает резкую гипо гликемию.
30