Патология углеводного обмена

Как уже было отмечено, уровень сахара в крови в норме отличается завидным постоянством. Содержание сахара в крови у плода составляет 35-115 мг%, у новорожденных - 20-30 мг%, у детей - 80-120 мг%, у взрослых - 70-100 мг%, у пожилых - 85-110 мг%. Поэтому изменение уровня сахара в крови характеризует определенные нарушения обмена углеводов. К таким нарушениям в первую очередь следует отнести гипер- и гипогликемии.

Гипергликемия - это такое состояние организма, которое характеризуется повышением уровня сахара в крови. Гипергликемия возникает или при чрезмерном поступлении глюкозы в кровь, или при снижении ее использования клетками организма. Причинами гипергликемий могут быть как физиологические (потребление больших количеств углеводов, различные эмоциональные состояния и т. д.), так и патологические факторы (сахарный диабет, хронические инфекционные заболевания, опухоли мозга, психические заболевания). При этом уровень сахара крови может повышаться в 3-5 раз и достигать очень высоких значений (300-400 мг% и более при норме 80-120 мг%). Гипергликемии физиологического происхождения бывают кратковременными, и через 2-3 часа уровень сахара в крови снижается до нормальных величин.

Очень часто гиперкликемии сопровождаются глюкозурией - появлением сахара в моче, который в норме в ней отсутствует. Это наблюдается в тех случаях, когда уровень сахара в крови превышает 160-180 мг%. Эти величины характеризуют так называемый сахарный порог почек. В почках постоянно происходит процесс фильтрации крови, в результате чего все токсические продукты выводятся из организма с мочой. В то же время другие вещества почками реабсорбируются - поступают обратно в кровь. К таким веществам относится и глюкоза. Однако способность канальцев почек всасывать глюкозу обратно в кровь ограничена. Экспериментальным путем было установлено, что почки способны реабсорбировать весь сахар обратно в кровь, если уровень его в крови не более 160 мг%. При увеличении концентрации глюкозы свыше 160-180 мг% почки не справляются с таким большим количеством сахара и последний поступает в мочу.

Гипогликемические состояния характеризуются понижением сахара в крови до 50 мг% и ниже у взрослых. Гипогликемия возникает при избыточном синтезе инсулина или соответствующем снижении выработки гормонов антагонистов инсулина. При этом повышается синтез гликогена.

Формой нарушения углеводного обмена является сахарный диабет. Это заболевание, как доказано в настоящее время, является наследственной патологией и клинически проявляется триадой симптомов: гипергликемией, глюкозурией и кетонемией с кегонурией (появление в крови и моче высоких концентраций ацетоново-кетоновых тел, к которым относятся ацетон, ацетоуксусная и β-оксимасляная кислоты). Основной причиной сахарного диабета является снижение выработки инсулина. Как было отмечено выше, инсулин выполняет важную роль в обмене глюкозы, обеспечивая ее фосфорилирование и поступление в клетки организма, где она при окислении выделяет энергию, необходимую для жизнедеятельности клеток. Поэтому при недостатке инсулина этот процесс снижается, что приводи с одной стороны, к увеличению концентрации свободной глюкозы в крови (развивается гипергликемия и глюкозурия), а с другой - клетки испытывают недостаток в энергии. Организм компенсирует этот недостаток путем активации процессов глюконеогенеза (повышение распада жиров и белков и превращение их в углеводы). При этом накапливаются большие количества одного из конечных продуктов распада жиров - ацетил-КоА, который поступает в цикл Кребса, где, окисляясь, выделяет энергию, необходимую для существования клеток организма. При сахарном диабете и этот процесс ограничен, так как одновременно с окислением жиров активируются процессы расщепления белков и аминокислот. Последние при своем распаде выделяют большие количества аммиака, который является для организма весьма токсичным. Его обезвреживание идет различными путями, в том числе путем взаимодействия с α-кетоглютаровой кислотой, концентрация которой в организме снижается. Данная кислота является одним из основных компонентов цикла Кребса и расходование ее на обезвреживание аммиака соответственно приводит к снижению активности всего цикла Кребса. Последний не в состоянии окислить те большие количества ацетил-КоА, которые образуются при распаде жиров и аминокислот. Избыток ацетил-КоА поступает в печень, где из него синтезируются ацетоновые или кетоновые тела. Последние поступают в кровь, в результате чего их количество значительно возрастает: если в норме в крови уровень ацетоновых тел составляет около 1 мг%, а за сутки с мочой выделяется до 40 мг, то при сахарном диабете их уровень в крови может повыситься до 100 мг% - ацегонемия (кетонемия), а с мочой выводится до 50 г - ацетонурия (кетонурия). Увеличение в крови кислых продуктов, какими являются ацетоновые тела, приводит к сдвигу рН крови в кислую сторону. Такое состояние организма называется ацидозом. При этом ацетоновые тела, особенно ацетон, выделяются не только с мочой, но и через легкие и кожу. От больного пахнет ацетоном (запах прелых фруктов).

При тяжелых стадиях сахарного диабета больной теряет сознание, а в отдельных случаях возможен летальный исход.

Основным средством лечения этого заболевания является введение лечебных доз инсулина вместе с глюкозой. Добавление глюкозы служит предупредительной мерой от возможного развития сильной гипогликемии после введения инсулина и лучшего использования глюкозы. Другими возможными путями лечения служит введение веществ, блокирующих действие инсулиназы,- фермента, расщепляющего инсулин. При этом сберегаются те небольшие количества инсулина, которые могут синтезироваться пораженными клетками островков Лангерганса поджелудочной железы.

Диагностировать повышенный уровень сахара в крови можно различными способами, в том числе определением уровня сахара в крови методом Хагедорна-Йенсена, который основан на восстановительной способности глюкозы. Этот метод применяется в клинике. В настоящее время разработан глюкозоксидазный метод, позволяющий быстро определять уровень сахара в моче самими больными. Он заключается в следующем: на полоску бумаги наносят определенные реактивы, которые в присутствии сахара меняют свою окраску в зависимости от его количества. Поэтому достаточно смочить мочой такую бумажку, чтобы цвет ее изменился в соответствии с концентрацией сахара в моче. Имея такие бумажки, сам больной может контролировать свое состояние и принимать необходимые меры.

К другим нарушениям углеводного обмена относятся некоторые наследственные заболевания, характеризующиеся отсутствием или снижением активности ферментов, участвующих в этом обмене. К ним относятся галактоземия, гликогенозы, непереносимость лактозы, сахарозы и др.

При галактоземии отмечается отсутствие у детей фермента, катализирующего превращение галактозы в глюкозу. При этом в организме накапливаются большие количества галактозы, что является весьма токсичным, особенно для детей грудного возраста, Клинически заболевание проявляется поражением печени, почек, развитием желтухи, катарактой, понижением способности роста, умственной отсталостью. Чаще всего при нераспознанном заболевании дети погибают до года. Основным путем лечения являются ранняя диагностика заболевания и перевод ребенка на синтетическую диету, в которой отсутствует галактоза.

Гликогенозы характеризуются нарушением распада гликогена до глюкозы в связи с отсутствием ферментов, катализирующих этот процесс. При этом заболевании органы (печень, мышцы и др.) переполнены гликогеном, в них развиваются атрофические процессы, а клетки испытывают недостаток в глюкозе и в энергии.

К числу других наследственных заболеваний относятся непереносимость лактозы и сахарозы. Эти заболевания встречаются среди детей грудного возраста и возникают при отсутствии в кишечнике соответственно лактазы и сахаразы. Это приводит к переполнению кишечника нерасщепившимися дисахаридами, которые подвергаются расщеплению кишечной микрофлорой с образованием кислых продуктов (молочнокислые бактерии образуют молочную кислоту, маслянокислые - масляную и т. д.). Накопление этих веществ приводит к развитию тяжелых, длительных поносов.