Нарушения регуляции обмена энергии

Обмен энергии регулируется нервной и эндокринной системой.

Кора головного мозга. Эмоциональное возбуждение, эректильная стадия шока усиливает теплопродукцию, выработки энергии.

Гипоталамус. Возбуждение, опухоль усиливает энергопродукцию. Повреждение – гипотермия, снижение энергопродукции.

Гипофиз .Удаление, повреждение снижает обмена энергии, раздражение опухоли усиливают (через СТГ, ТТГ, АКТГ ). Наступает гиперплазия щитовидной ж. и корковой зоны надпочечника.

Щитовидная железа. Тироксин усиливает окисление (свободное и фосфорилирование) в митохондриях.

Надпочечниковые железы. Гормоны усиливают обмен энергии (опухоли).

Поджелудочная железа. Инсулин угнетает энергетический обмен, теплопродукцию.

Половые железы. Тестостерон и прогестерон усиливают свободное окисление и высвобождение тепла.

Витамины. Усиливают окислительный процесс.

12. Разобщение окисления и фосфорилирования

При разобщении окисления и фосфорилирования теплопродукция усиливается . Так, 2,4 альфа динитрофенол, дифтерийный токсин, стафилококки, тироксин угнетая фосфорилирование усиливают свободное окисление и теплопродукцию. Митохондрии набухают, лопаются, сферические тельца фосфорилирования оказывается в гиалоплазме и синтез АТФ прекращается, свободное окисление ферментами НАД гиалоплазмы усиливает теплообразование.

1.2. Нарушение основного обмена

Основной обмен – количество энергии, которое необходимо для поддержания нормальных функций организма при минимальном обмене веществ, то есть в мышечном покое, натощак, при18 гр. С. У мужчины 70 кг. – около 1700 ккал/сутки (+ - 15%). Повышение: гипертиреоз, повышение симпат.инн., повышение концентрации адреналина, половых гормонов, гормона роста, лихорадка. Понижение: голодание, при снижении функции ж.в.с.

Глава II. Голодание

Различают:

1. Полное голодание.

2. Неполное голодание, когда ограничение белков, жиров, углеводов.

3. Частичное голодание – калорийность сохранена, но нет одного или несколько питательных веществ.

2.1. Полное голодание (без ограничения воды)

Причины –внутренние и внешние. Условия –внешние и внутренние.

Внешние условия: Низкая температура, высокая влажность, энергонагрузки сокращают жизнь.

Внутренние условия: У женщин интенсивность обмена веществ ниже, количество жировых, белковых резервов больше и сроки голодания поэтому больше, чем у мужчин. Дети умирают еще раньше. Сокращают сроки нервное, эндокринное возбуждение, потеря тепла. В среднем продолжительность полного голодания 60 – 70 суток.

Периоды голодания

1 – период длится 1-2 суток. Основной обмен повышен, Потребность обеспечивается за счет резерва углеводов . Дыхательный коэффициент равен 1. Ограничивается синтез белка и аминокислот, мочевины в печени. Распад изношенных белков продолжается, возникает отрицательный азотистый баланс.

2 - период более продолжительный. Идет преимущественно окисление жира. Дыхательный коэффициент равен 0,7. Основной обмен понижается, азотистый баланс отрицательный. Интенсивность белкового обмена снижается. Продолжается синтез жизненно важных белковых структур за счет распада других белков. Перераспределение питательных веществ к более жизненно важным органам. Масса сердца, мозга не меняется, масса остальных органов снижается, особенно в печени. Основной обмен перестраивается на экономичный режим – снижается свободное окисление, относительно повышается фосфорилирование. Уменьшается количество митохондрий, остальные функционируют полноценно. Уменьшается синтез тироксина и инсулина.

На 6-8 сутки спонтанно начинается секреция желудочного сок, кишечника поджелудочной железы, желчи. С пищеварительными соками выделяются полипептиды, белки, которые в кишечнике расщепляются до аминокислот. Последние всасываются в кровь и расходуется для синтеза жизненно важных структур.

3 – период термнальный, резкое усиление распада белков жизненно важных органов для нужд энергетического обмена. Дыхательный коэффициент равен 0,8. Азот, калий, фосфор в моче столько же что и в мышцах, что указывает на распад мышц. Прекращается спонтанная секреция в желудочно-кишечном тракте. Начинается деструкция митохондрий. Продолжительность этого периода2-3 дня. При гибели потеря массы тела 45-50%.

Абсолютным голоданием наз.- когда без воды. Периоды те же. Смерть наступает через 3-6 дней. Распад белков выражен больше, обезвоживание, интоксикация продуктами распада.

2.2.Белково-калорийная недостаточность

При длительном недоедании при наличии патологии. Медленно наступает белковое истощение. В ранние сроки потеря массы, гипотермия до 2 гр.С. слабость, запоры, атрофия мышц, угасание половой функции, основной обмен понижен до 20 %, содержание белков сыворотки крови падает до 60 г/л, снижается относительное количество глобулинов, глюкоза в крови падает до 0,7 г/л. Уменьшается проявления аллергических заболеваний.

В более позднее время – потеря массы до 50%, содержание белков крови снижается до 40 г/л, отеки, асцит, полиурия, основной обмен снижается до 37 %, брадикардия, гипертензия, снижается ЖЕЛ, атрофия всех желез, понос, восприимчивость к инфекциям, жировая дистрофия печени, падает ее функция, в последней стадии кома. Дети тяжелее переносят, затормаживается рост и развитие, анемия.

Глава III. Нарушение обмена витаминов

3.1. Недостаточность витаминов

Витамины входят в состав ферментов или необходимы для синтеза ферментов. Недостаток витаминов наблюдается при недостатке их в пище, или когда не усваиваются.

3.2. Первичные (экзогенные) гиповитаминозы

- алиментарного характера.

3.3. Вторичные (эндогенные) гиповитаминозы

Причины:

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.

3.3. Антивитамины

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.

Витаминоподобные вещества:

1. Холин – недостаток вызывает жировую инфильтрацию печени. Используют для лечения печени (гепаит, цирроз), атеросклероза.

2. Инозит (мезоинозит) – недостаток задерживает рост, вызывает жировую инфильтрацию печению

3. Парааминобензойная кислота – антогонист сульфанидамидных препаратов.

4. Липоевая кислота – при недостаточности нарушается липидный и углеводный обмен. Используют при лечении печени, атеросклероза.

5. Оротовая кислота – при недостаточности нарушается синтез белка и нуклеиновых кислот. Лечат печень и сердце.

6. Пангамовая кислота (витамин В15) – при недостаточности нарушается липидный и углеводный обмен. Используют при лечении печени, атеросклероза.

7. Витамин U - используется в виде соков свежих овощей, преимущественно капусты, для лечения язвы желудка.

3.3. Гипервитаминозы

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.

Глава IV.Нарушения белкового обмена

4.1. Нарушение азотистого равновесия

Проявляется в виде положительного или отрицательного азотистого баланса. Положительный азотистый баланс – состояние, когда в организм азот поступает больше, чем выводится. Наблюдается усиленный синтез белка (рост, беременность) под действием гормонов.

Соматотропный гормон – усиливает окисление жира и мобилизацию нейтрального жира. Половые гормоны. инсулин усиливают синтез белка.

Отрицательный азотистый баланс – азот выводится больше, чем поступает (голодание, инфекции, протеинурия, травмы, операции, ожоги).

Тироксин увеличивает количество активных сульфгидрильных групп в ферменте катепсине с протеолитическим действием (гипертироз).

Глюкокортикоиды (кортизол) – усиливает распад белка. Белок используется для глюконеогенеза, что ведет к замедлению синтеза белка.

4.2.Нарушение поступления, переваривания и всасывания белков

в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ)

Полное прекращение секреции пепсина в желудке не вызывает серьезных нарушений белкового обмена, кроме скорости появления свободных аминокислот. Отщепление аминокислот в ЖКТ не равномерно. Так, тирозин и триптофан в норме отщепляются от белка уже в желудке, а другие аминокислоты отщепляются лишь в кишечнике. Относительный дефицит даже одной незаменимой аминокислоты затрудняет синтез белков и создается избыток других аминокислот с накоплением промежуточных продуктов обмена этих аминокислот. Подобные нарушения обмена, связанные с запаздыванием отщепления тирозина и триптофана возникают при ахилии, резекции желудка. Нарушение всасывания аминокислот в кишечнике может возникнуть при воспалительном отеке.

4.3. Нарушения синтеза и распада белков

Синтез белков может быть нарушен по причине внутренних и внешних факторов:

1. Неполноценность пищи. Отсутствие даже одной незаменимой аминокислоты прекращается синтез белка. В то же время нарушение соотношения между незаменимыми аминокислотами прекращает синтез белка.

2. Нарушение нейро-гуморальной регуляции усвоения белковой пищи.

3. Блокирование ферментов переваривания и усвоения белков гормонами.

4. Нарушение баланса анаболических и катаболических процессов.

Нарушение синтеза белков – это нарушение образования гормонов, ферментов, медиаторов.

Недостаток отдельных незаменимых аминокислот в пище имеет свою клиническую картину.

Недостаток триптофана. Снижение в крови плазменных белков у детей. У крыс васкуляризация роговицы и катаракта.

Недостаток лизина. Повышенная чувствительность к шуму, тошнота, головные боли, головокружение.

Недостаток аргенина. Угнетение сперматогенеза.

Избыток лейцина. У крыс угнетает рост.

Недостаток гистидина. Снижается гемоглобин.

Недостаток метионина. Жировая дистрофия печени.

Недостаток валина. Развитие кератозов, задержка роста.

Заменимые аминокислоты влияют на потребность незаменимох аминокислот. Например, чем больше цистина, тем меньше расходуется метионин.

Если скорость синтеза заменимой аминокислоты снижается, тем больше требуется незаменимые аминокислоты. Механизм синтеза белков локализован в отдельных генах – если произошла мутация синтез белков пойдет по другому варианту. Например, нарушение синтеза гемоглобина в серповидной анемии.

4.4. Нарушение обмена аминокислот

Нарушение дезаминирования. Окислительное дезаминирование происходит при превращениях аминокислот в реакции переаминирования в кетокислоту и глютамат (фермент – трансаминаза, соединение с альфа-кетоглютаровой кислотой), затем в реакции дезаминирования превращаясь в альфа- кетоглютората (фермент дегидрогеназа) и освобождается аммиак. Реакции обратимы. Так образуются новые аминокислоты. Включение альфа-кетоглютаровой кислоты в цикл Кребса обеспечивает включение ей в энергетический обмен. С переаминированием связано образование аминосахаров, порфиринов, креатина, дезаминирование аминокислот. Нарушение переаминирования возникает при недостатке витамина В6. При нарушении мочевинообразования происходит ускорение переаминирования. Ослабление дезаминирования возникает при снижении активности ферментов аминоксидаз и при нарушении окислительных процессов (гипоксия, гиповитаминозы С, РР, В2). При нарушении дезаминирования аминокислот увеличивается выделение аминокислот с мочой (аминацидурия) и уменьшается мочевинообразование.

Нарушения декорбоксилирования. Декорбоксилирование аминокислот сопровождается выделением СО2 и образованием биогенных аминов. Накопление аминов в больших концентрациях опасно. В нормальных условиях они быстро устраняются под действием аминоксидазы, которая окисляет их в альдегиды. Инактивация их происходит также при связывании с белками. Большие концентрации аминов с токсическим действием возникает:

- при усилении активности декорбоксилаз.

- при торможении активности оксидаз,

- при нарушении связывания их с белками.

Содержание биогенных аминов повышается при гипоксии и деструкции тканей.

Нарушение обмена отдельных аминокислот. Наблюдается при некоторых наследственных заболеваниях .

4.5. Нарушение конечных этапов белкового обмена

Нарушение мочевинообразования.

Конечными продуктами распада аминокислот являются аммияк, мочевина, СО 2, Н2О.Аммияк токсичен для клеток, образуется в результате дезаминирования аминокислот, обезвреживается в печени, превращается мочевину, а в других тканях присоединяется к глютаминовой кислоте, превращаясь в глютамин. В дальнейшем глютамин отдает аммияк для синтеза новых аминокислот. Синтез мочевины в печени происходит в цикле цитрулин-аргинино-орнити. Существуют заболевания, связанные с наследственным дефектом ферментов мочевинобразования.

Аргининсуксинатурия. Наблюдается при олигофрении. Причина – днфект фермента аргенинсукцинатлиазы.

Аммоний емия. В крови увеличивается аммияк. Повышено удаление глютамина с мочой. Причина – нарушено связывание аммияка (блокирование ферментов карбомилфосфатсинтетазы и орнитинкарбамоилтрансферазы в цикле мочевинобразования).

Цитрулинурия. В крови увеличен до50 раз, с мочой удаляется до 15 г. В сутки. Причина – наследственный дефект аргенинсукцинатсинтетазы.

Синтез мочевины нарушается при гепатите, циррозе, гипопротеинемиях, нарушении окислительного фосфорилирования – развивается аммонийная интоксикация, коматозное состояние из-за гипоксии.

Нарушения обмена мочевой кислоты. Подагра. Мочевая кислота – конечный продукт обмена аминопуринов (аденин и гуанин) у человека. В крови мочевая кислота до 40 мг/л. При повышении (нефрит, лейкемия) сопровождается отложением солей мочевой кислоты а в хрящах, в почках, сухожильных влагалищах, коже, мышцах. Урикомия. Вокруг отложенных кристаллов развивается воспаление, подагрические узлы. Предполагают, что подагра наследственная.

Дата добавления: 2015-07-07