Sinteza lipidelor ca proces de rezervă pentru obținerea energiei pentru organism. Biosinteza grăsimilor din carbohidrați Sinteza grăsimilor din corpul uman

Opțiunea 2.
I. Descrieți organele (mitocondrii, centrul celular) conform planului.
a) Structura b) Funcţii
II.
Organoizi
Caracteristici
1.Membrană plasmatică
2. Miez
3. Mitocondriile
4. Plastide
5. Ribozomi
6. EPS
7. Centru celular
8. Complexul Golgi
9. Lizozomi

EPS
B) Sinteza proteinelor ribozomale
B) Fotosinteza plastidelor
D) Stocarea nucleului de informații ereditare
D) Centru celular nemembranar
E) Sinteza grăsimilor și carbohidraților de către complexul Golgi
G) Conține un miez de ADN
3) Furnizarea celulei cu energie mitocondriilor
I) Autodigestia celulei și digestia intracelulară a lizozomului
K) Controlul fisiunii nucleare
M) Numai plantele au plastide
H) Numai animalele nu au plastide
III. Îndepărtați excesul.
Nucleu, mitocondrii, complex Golgi, citoplasmă,
IV. Alege răspunsul corect.
1. Are loc acumularea de amidon:
A) în cloroplaste B) în vacuole C) în leucoplaste da D) în citoplasmă
2. Formarea ADN-ului are loc:
A) în RE B) în nucleu da C) în complexul Golgi D) în citoplasmă
3. Se sintetizează enzimele care descompun proteinele, grăsimile, carbohidrații:
A) pe ribozomi da B) pe lizozomi C) pe centrul celular D) pe complexul Golgi
4. Se formează grăsimile și carbohidrații:
A) în ribozomi B) în complexul Golgi și C) în vacuole D) în citoplasmă
5. Proteinele, grăsimile și carbohidrații sunt stocate în rezervă:
A) în ribozomi B) în complexul Golgi C) în lizozomi D) în citoplasmă da
V. Stabiliți dacă această afirmație este corectă (da - nu).
1. Complexul Golgi face parte din EPS.net
2. In nucleu se formeaza ribozomi.da
3. EPS este întotdeauna acoperit cu ribozomi.da
4. Incluziunile sunt formațiuni permanente ale celulei.
5. Perete celular nu numai la animale.da
6. Plastidele diferă de mitocondrii prin prezenţa ADN-ului.nr

permeabilitatea (transportul de substanțe în și din celulă) se realizează...

18. Organele nemembranare ale mișcării, formate din microtubuli...

20. Un organel nemembranar situat în interiorul nucleului și care realizează sinteza subunităților ribozomale...

22. Un organel cu o singură membrană situat în apropierea nucleului, care efectuează transport intracelular, sinteza grăsimilor și carbohidraților; ambalarea substanțelor în vezicule membranare....

24. Organele cu membrană dublă ale unei celule vegetale care conțin pigmenți vegetali de culoare roșie, verde sau alb...

26. Organelul nonmembranar al nucleului, format din ADN și responsabil cu stocarea și transmiterea informațiilor ereditare...

28.Plastidele sunt roșii sau portocalii.....

Organoizi

Caracteristici

1.Membrană plasmatică

3. Mitocondriile

4. Plastide

5. Ribozomi

7. Centru celular

8. Complexul Golgi

9. Lizozomi

A) Transportul substanțelor în întreaga celulă, separarea spațială a reacțiilor în celulă

B) Sinteza proteinelor

B) Fotosinteza

D) Mișcarea organitelor în întreaga celulă

D) Stocarea informațiilor ereditare

E) Non-membrană

G) Sinteza grăsimilor și carbohidraților

3) Conține ADN

I) Membrană simplă

K) Furnizarea celulei cu energie

K) Autodigestia celulară și digestia intracelulară

M) Mișcarea celulelor

N) Membrană dublă

Distribuiți caracteristicile în funcție de organitele celulare (plasați literele corespunzătoare caracteristicilor organelului vizavi de numele organelului).

Organoizi:

1.Membrană plasmatică

3. Mitocondriile

4. Plastide

5. Ribozomi

7. Centru celular

8. Complexul Golgi

9. Lizozomi

Caracteristici:

A) Transportul substanțelor în întreaga celulă, separarea spațială a reacțiilor în celulă

B) Sinteza proteinelor

B) Fotosinteza

D) Stocarea informațiilor ereditare

D) Organele nemembranare

E) Sinteza grăsimilor și carbohidraților

G) Conține ADN

3) Furnizarea de energie celulei

I) Autodigestia celulară și digestia intracelulară

J) Comunicarea celulei cu mediul extern

K) Controlul fisiunii nucleare

M) Se găsește numai în plante

N) Se găsește numai la animale

transportul substanțelor, sinteza grăsimilor, carbohidraților și proteinelor complexe 20. organite nemembranare, situate în interiorul nucleului și care realizează sinteza subunităților ribozomale 21. substanță lichidă a vacuolelor reale 22. Organele monomembranare, situate în apropierea nucleului, efectuarea transportului intracelular, sinteza grăsimilor și carbohidraților, ambalarea substanțelor vezicule membranare 23. organite nemembranare, formate din microtubuli și implicate în formarea „fusului” 24. Organele cu membrană dublă ale unei celule vegetale, care conțin pigmenți vegetali de roșu, verde și alb 25. excrescențe ale membranei interioare a mitocondriilor 26. organite nemembranoase ale nucleului, constituite din ADN și responsabil cu stocarea și transmiterea informațiilor ereditare 27. organele care realizează etapa finală a respirației și digestiei 28. numai organele energetice celule vegetale 29.organele celulelor tuturor eucariotelor, efectuând sinteza ATP 30.Organele cu membrană dublă a resteniei, acumulând amidon 31.pliuri și stive formate de membrana interioară a cloroplastei

Reacțiile de biosinteză a lipidelor pot apărea în reticulul endoplasmatic neted al celulelor tuturor organelor. Substrat pentru sinteza grăsimilor de novo este glucoza.

După cum se știe, atunci când glucoza intră în celulă, este transformată în glicogen, pentoze și oxidată în acid piruvic. Când aportul este mare, glucoza este utilizată pentru a sintetiza glicogenul, dar această opțiune este limitată de volumul celular. Prin urmare, glucoza „cade prin” în glicoliză și este transformată în piruvat fie direct, fie prin șuntul de pentoză fosfat. În al doilea caz, se formează NADPH, care ulterior va fi necesar pentru sinteza acizi grași.

Piruvatul trece în mitocondrii, este decarboxilat în acetil-SCoA și intră în ciclul TCA. Cu toate acestea, capabil pace, la concediu de odihna, în prezența cantității în exces energieîn celulă, reacțiile ciclului TCA (în special, reacția izocitrat dehidrogenază) sunt blocate de excesul de ATP și NADH.

Schema generală a biosintezei triacilglicerolilor și colesterolului din glucoză

Oxaloacetatul, format și din citrat, este redus de malat dehidrogenază la acid malic și returnat mitocondriilor

• printr-un mecanism de navetă malat-aspartat (nu este prezentat în figură),
• după decarboxilarea malatului la piruvat Enzima malik dependentă de NADP. NADPH rezultat va fi folosit în sinteza acizilor grași sau a colesterolului.

În țesutul adipos, pentru sinteza grăsimilor, se folosesc în principal acizi grași, eliberați în timpul hidrolizei grăsimilor CM și VLDL. Acizii grași pătrund în adipocite, sunt transformați în derivați de CoA și reacționează cu glicerol-3-fosfat, formând mai întâi acid lizofosfatidic și apoi acid fosfatidic. Acidul fosfatidic, după defosforilare, este transformat în diacilglicerol, care este acilat pentru a forma triacilglicerol.

Pe lângă acizii grași care intră în adipocite din sânge, aceste celule sintetizează și acizi grași din produsele de descompunere a glucozei. În adipocite, pentru a asigura reacțiile de sinteză a grăsimilor, descompunerea glucozei are loc pe două căi: glicoliza, care asigură formarea de glicerol-3-fosfat și acetil-CoA, și calea pentozei fosfat, reacții oxidative care asigură formarea NADPH, care servește ca donor de hidrogen în reacțiile de sinteză a acizilor grași.

Moleculele de grăsime din adipocite sunt combinate în picături mari de grăsime care nu conțin apă și, prin urmare, reprezintă cea mai compactă formă de stocare a moleculelor de combustibil. Se estimează că dacă energia stocată în grăsimi ar fi stocată sub formă de molecule de glicogen foarte hidratate, greutatea corporală a unei persoane ar crește cu 14-15 kg. Ficatul este organul principal în care are loc sinteza acizilor grași din produsele de glicoliză. În ER neted al hepatocitelor, acizii grași sunt activați și utilizați imediat pentru sinteza grăsimilor prin interacțiunea cu glicerol-3-fosfat. Ca și în țesutul adipos, sinteza grăsimilor are loc prin formarea acidului fosfatidic. Grăsimile sintetizate în ficat sunt împachetate în VLDL și secretate în sânge

VLDL, pe lângă grăsimi, include colesterol, fosfolipide și proteine ​​- apoB-100. Aceasta este o proteină foarte „lungă” care conține 11.536 de aminoacizi. O moleculă de apoB-100 acoperă suprafața întregii lipoproteine.

VLDL din ficat sunt secretate în sânge, unde, la fel ca CM, sunt acționate de lipaza LP. Acizii grași pătrund în țesuturi, în special în adipocite, și sunt utilizați pentru sinteza grăsimilor. În procesul de îndepărtare a grăsimilor din VLDL prin acțiunea lipazei lipidice, VLDL este mai întâi transformată în LDLP și apoi în LDL. În LDL, principalele componente lipidice sunt colesterolul și esterii săi, deci LDL este o lipoproteină care livrează colesterolul către țesuturile periferice. Glicerolul, eliberat de lipoproteine, este transportat de sânge la ficat, unde poate fi din nou folosit pentru sinteza grăsimilor.

51. Reglarea glicemiei.
Concentrația de glucoză V sânge arterial ziua se mentine la un nivel constant de 60-100 mg/dl (3,3-5,5 mmol/l). După o masă cu carbohidrați, nivelul glucozei crește în aproximativ 1 oră la 150 mg/dL

Orez. 7-58. Sinteza grăsimilor din carbohidrați. 1 - oxidarea glucozei la piruvat și decarboxilarea oxidativă a piruvatului duc la formarea acetil-CoA; 2 - acetil-CoA este un bloc de construcție pentru sinteza acizilor grași; 3 - acizii grași și fosfatul de α-glicerol, formați în reacția de reducere a fosfatului de dihidroxiacetonă, sunt implicați în sinteza triacilglicerolilor.

(~8 mmol/L, hiperglicemie nutrițională) și apoi revine la niveluri normale (după aproximativ 2 ore). Figura 7-59 prezintă un grafic al modificărilor concentrației de glucoză din sânge în timpul zilei cu trei mese pe zi.

Orez. 7-59. Modificări ale concentrației de glucoză din sânge în timpul zilei. A, B - perioada de digestie; C, D - perioada post-absorbtivă. Săgeata indică timpul de ingerare a alimentelor, linia punctată indică concentrația normală de glucoză.

A. Reglarea nivelului de glucoză din sânge în perioadele de absorbție și postabsorbție

Pentru a preveni creșterile excesive ale concentrației de glucoză din sânge în timpul digestiei, consumul de glucoză de către ficat și mușchi este de o importanță primordială și, într-o măsură mai mică, de țesutul adipos. Trebuie amintit că mai mult de jumătate din toată glucoza (60%) care intră în vena portă din intestin este absorbită de ficat. Aproximativ 2/3 din aceasta cantitate se depune in ficat sub forma de glicogen, restul este transformat in grasimi si oxidat, asigurand sinteza ATP. Accelerarea acestor procese este inițiată de o creștere a indicelui insulinei glucagon. Cealaltă parte a glucozei care provine din intestine intră în fluxul sanguin general. Aproximativ 2/3 din această cantitate este absorbită de mușchi și țesutul adipos. Acest lucru se datorează unei creșteri a permeabilității membranelor celulare musculare și adipoase la glucoză sub influență concentrație mare insulină. Glucoza din mușchi este stocată sub formă de glicogen, iar în celulele adipoase este transformată în grăsime. Restul glucozei din fluxul sanguin general este absorbit de alte celule (independente de insulină).

Cu un ritm nutrițional normal și o dietă echilibrată, concentrația de glucoză în sânge și furnizarea de glucoză a tuturor organelor este menținută în principal datorită sintezei și descompunerii glicogenului. Abia spre sfârșitul somnului de noapte, adică. până la sfârșitul celei mai lungi pauze dintre mese, rolul gluconeogenezei poate crește ușor, a cărei importanță va crește dacă micul dejun nu are loc și postul continuă (Fig. 7-60).

Orez. 7-60. Surse de glucoză din sânge în timpul digestiei și în timpul postului. 1 - in timpul digestiei, carbohidratii alimentari sunt principala sursa de glucoza din sange; 2 - în perioada post-absorbtivă, ficatul furnizează glucoză în sânge datorită proceselor de glicogenoliză și gluconeogeneză, iar timp de 8-12 ore nivelul de glucoză din sânge se menține în principal din cauza defalcării glicogenului; 3 - gluconeogeneza și glicogenul din ficat sunt implicate în mod egal în menținerea concentrațiilor normale de glucoză; 4 - în 24 de ore, glicogenul hepatic este aproape complet epuizat, iar rata gluconeogenezei crește; 5 - cu postul prelungit (1 săptămână sau mai mult), rata gluconeogenezei scade, dar gluconeogeneza rămâne singura sursă de glucoză din sânge.

B. Reglarea glicemiei în timpul postului extrem

În timpul postului, rezervele de glicogen din organism sunt epuizate în prima zi, iar ulterior doar gluconeogeneza (din lactat, glicerol și aminoacizi) servește ca sursă de glucoză. În acest caz, gluconeogeneza accelerează, iar glicoliza încetinește din cauza concentrației scăzute de insulină și a concentrației mari de glucagon (mecanismul acestui fenomen a fost descris mai devreme). Dar, în plus, după 1-2 zile, se manifestă semnificativ efectul unui alt mecanism de reglare - inducerea și reprimarea sintezei anumitor enzime: numărul de enzime glicolitice scade și, invers, numărul enzimelor de gluconeogeneză crește. Modificările sintezei enzimatice sunt, de asemenea, asociate cu influența insulinei și glucagonului (mecanismul de acțiune este discutat în secțiunea 11).

Începând din a doua zi de post se realizează viteza maxima gluconeogeneza din aminoacizi și glicerol. Rata gluconeogenezei din lactat rămâne constantă. Ca urmare, aproximativ 100 g de glucoză sunt sintetizate zilnic, în principal în ficat.

Trebuie remarcat faptul că în timpul postului, glucoza nu este folosită de celulele musculare și adipoase, deoarece în absența insulinei nu pătrunde în ele și este astfel salvată pentru a furniza creierul și alte celule dependente de glucoză. Deoarece în alte condiții mușchii sunt unul dintre principalii consumatori de glucoză, oprirea consumului de glucoză de către mușchi în timpul postului este esențială pentru furnizarea de glucoză creierului. Cu un post suficient de lung (de câteva zile sau mai mult), creierul începe să folosească alte surse de energie (vezi secțiunea 8).

O variantă a postului este o dietă dezechilibrată, în special una când conținutul caloric al dietei conține puțini carbohidrați - înfometarea de carbohidrați. În acest caz, gluconeogeneza este, de asemenea, activată, iar aminoacizii și glicerolul formați din proteinele și grăsimile dietetice sunt utilizați pentru sinteza glucozei.

B. Reglarea nivelului de glucoză din sânge în timpul repausului și în timpul activitate fizica

Atât în ​​perioada de odihnă, cât și în timpul muncii fizice prelungite, mai întâi sursa de glucoză pentru mușchi este glicogenul stocat în mușchii înșiși, iar apoi glucoza din sânge. Se știe că 100 g de glicogen sunt cheltuite pentru alergare timp de aproximativ 15 minute, iar rezervele de glicogen din mușchi după consumul de alimente carbohidrate pot fi de 200-300 g. Figura 7-61 prezintă valorile glicogenului hepatic și gluconeogenezei pentru furnizarea de glucoză. pentru munca musculara de diferite intensitati si durata. Reglarea mobilizării glicogenului în mușchi și ficat, precum și gluconeogeneza în ficat, a fost descrisă anterior (capitolele VII, X).

Orez. 7-61. Contribuția glicogenului hepatic și a gluconeogenezei la menținerea nivelului de glucoză din sânge în repaus și în timpul efortului prelungit. Partea întunecată a coloanei este contribuția glicogenului hepatic la menținerea nivelului de glucoză din sânge; lumina - aportul gluconeogenezei. Când durata activității fizice crește de la 40 de minute (2) la 210 de minute (3), descompunerea glicogenului și gluconeogeneza furnizează aproape în egală măsură sângele cu glucoză. 1 - stare de repaus (perioada post-absorbtivă); 2.3 - activitate fizică.

Deci, informațiile prezentate ne permit să concluzionam că coordonarea ratelor de glicoliză, gluconeogeneză, sinteza și descompunerea glicogenului cu participarea hormonilor asigură:

• prevenirea creșterii excesive a concentrației de glucoză din sânge după mese;

• depozitarea glicogenului și utilizarea acestuia între mese;
• furnizarea de glucoză a mușchilor, a cărei nevoie de energie crește rapid în timpul lucrului muscular;
• furnizarea de glucoză a celulelor, care, în timpul postului, folosesc predominant glucoza ca sursă de energie ( celule nervoase, hematii, medular renal, testicule).

52. Insulină. Structura, formarea din proinsulină. Modificări ale concentrației în funcție de dietă.
Insulină- un hormon proteic sintetizat și secretat în sânge de celulele β ale insulelor Langerhans ale pancreasului; celulele β sunt sensibile la modificările glicemiei și secretă insulină ca răspuns la creșterea conținutului său după masă. Proteina de transport (GLUT-2), care asigură intrarea glucozei în celulele β, are o afinitate scăzută pentru aceasta. În consecință, această proteină transportă glucoza în celula pancreatică numai după ce conținutul său în sânge este mai mare. nivel normal(mai mult de 5,5 mmol/l).

În celulele β, glucoza este fosforilată de glucokinază, care are și un Km mare pentru glucoză - 12 mmol/l. Rata de fosforilare a glucozei de către glucokinază în celulele β este direct proporțională cu concentrația acesteia în sânge.

Sinteza insulinei este reglată de glucoză. Glucoza (sau metaboliții săi) pare să fie direct implicată în reglarea expresiei genei insulinei. Secreția de insulină și glucagon sunt, de asemenea, reglate de glucoză, care stimulează secreția de insulină din celulele β și inhibă secreția de glucagon din celulele α. În plus, insulina în sine reduce secreția de glucagon (vezi pct. 11).

Sinteza și eliberarea insulinei este un proces complex care implică mai multe etape. Inițial, se formează un precursor hormonal inactiv, care, după o serie de transformări chimice în timpul procesului de maturare, este transformat într-o formă activă. Insulina este produsă pe tot parcursul zilei, nu doar noaptea.

Gena care codifică structura primară a precursorului de insulină este localizată în brațul scurt al cromozomului 11.

Pe ribozomii reticulului endoplasmatic aspru este sintetizată o peptidă precursoare - așa-numita. preproinsulină. Este un lanț polipeptidic construit din 110 reziduuri de aminoacizi și include secvenţial: L-peptidă, B-peptidă, C-peptidă și A-peptidă.

Aproape imediat după sinteza în ER, peptida semnal (L) este scindată din această moleculă - o secvență de 24 de aminoacizi care sunt necesare pentru trecerea moleculei sintetizate prin membrana lipidică hidrofobă a ER. Se formează proinsulina, care este transportată în complexul Golgi, apoi în cisternele cărora are loc așa-numita maturare a insulinei.

Maturarea este cea mai lungă etapă de formare a insulinei. În timpul procesului de maturare, peptida C, un fragment de 31 de aminoacizi care leagă lanțul B și lanțul A, este excizat din molecula de proinsulină folosind endopeptidaze specifice. Adică, molecula de proinsulină este împărțită în insulină și un rest peptidic inert biologic.

În granulele secretoare, insulina se combină cu ionii de zinc pentru a forma agregate hexamerice cristaline. .

53. Rolul insulinei în reglarea metabolismului glucidelor, lipidelor și aminoacizilor.
Într-un fel sau altul, insulina afectează toate tipurile de metabolism în întregul organism. Cu toate acestea, în primul rând, acțiunea insulinei se referă la metabolismul carbohidraților. Efectul principal al insulinei asupra metabolismului carbohidraților este asociat cu transportul crescut al glucozei prin membranele celulare. Activarea receptorului de insulină declanșează un mecanism intracelular care afectează direct intrarea glucozei în celulă prin reglarea cantității și funcției proteinelor membranare care transportă glucoza în celulă.

Transportul glucozei în două tipuri de țesuturi depinde cel mai mult de insulină: țesutul muscular (miocite) și țesutul adipos (adipocite) - acesta este așa-numitul. țesuturi dependente de insulină. Împreună alcătuiesc aproape 2/3 din masa celulară totală a corpului uman, îndeplinesc funcții atât de importante în organism precum mișcarea, respirația, circulația sângelui etc. și stochează energia eliberată din alimente.

Mecanism de acțiune

Ca și alți hormoni, insulina acționează printr-o proteină receptor.

Receptorul de insulină este o proteină integrală complexă a membranei celulare, construită din 2 subunități (a și b), fiecare dintre ele formată din două lanțuri polipeptidice.

Insulina se leagă cu specificitate ridicată și este recunoscută de subunitatea α a receptorului, care își schimbă conformația atunci când hormonul se atașează. Aceasta duce la apariția activității tirozin kinazei în subunitatea b, care declanșează un lanț ramificat de reacții de activare a enzimelor, care începe cu autofosforilarea receptorului.

Întregul complex de consecințe biochimice ale interacțiunii dintre insulină și receptor nu este încă complet clar, totuși, se știe că în stadiul intermediar are loc formarea de mesageri secundari: diacilgliceroli și inozitol trifosfat, unul dintre efectele cărora este activarea enzimei - protein kinaza C, cu efect de fosforilare (și activare) asupra enzimelor și sunt asociate cu modificări ale metabolismului intracelular.

Intrarea crescută a glucozei în celulă este asociată cu efectul activator al mediatorilor de insulină asupra includerii veziculelor citoplasmatice care conțin proteina transportor de glucoză GLUT 4 în membrana celulară.

Efectele fiziologice ale insulinei

Insulina are un efect complex și cu mai multe fațete asupra metabolismului și energiei. Multe dintre efectele insulinei sunt realizate prin capacitatea sa de a acționa asupra activității unui număr de enzime.

Insulina este singurul hormon care reduce nivelul de glucoză din sânge, acest lucru se realizează prin:

absorbția crescută a glucozei și a altor substanțe de către celule;

activarea enzimelor glicolitice cheie;

creșterea intensității sintezei glicogenului - insulina accelerează stocarea glucozei în celulele hepatice și musculare prin polimerizarea acesteia în glicogen;

scăderea intensității gluconeogenezei - formarea glucozei în ficat din diverse substanțe

Efecte anabolice

îmbunătățește absorbția aminoacizilor de către celule (în special leucină și valină);

îmbunătățește transportul ionilor de potasiu, precum și al magneziului și al fosfatului, în celulă;

îmbunătățește replicarea ADN-ului și biosinteza proteinelor;

intensifică sinteza acizilor grași și esterificarea ulterioară a acestora - în țesutul adipos și în ficat, insulina favorizează conversia glucozei în trigliceride; Cu o lipsă de insulină, se întâmplă invers - mobilizarea grăsimilor.

Efecte anticatabolice

suprima hidroliza proteinelor - reduce degradarea proteinelor;

reduce lipoliza - reduce fluxul de acizi grași în sânge.

54. Diabet zaharat. Schimbari majore starea hormonalăşi metabolismul.55. Patogeneza principalelor simptome ale diabetului zaharat.

Diabet. Insulina joacă un rol important în reglarea glicolizei și gluconeogenezei. Când nivelul de insulină este insuficient, apare o boală numită „diabet zaharat”: crește concentrația de glucoză în sânge (hiperglicemie), glucoza apare în urină (glucozurie) și conținutul de glicogen din ficat scade. În acest caz, țesutul muscular își pierde capacitatea de a utiliza glucoza din sânge. În ficat, cu o scădere generală a intensității proceselor de biosinteză: se observă biosinteza proteinelor, sinteza acizilor grași din produșii de descompunere a glucozei, se observă creșterea sintezei enzimelor de gluconeogeneză. Când se administrează insulina pacienţilor diabetici, modificările metabolice sunt corectate: se normalizează permeabilitatea membranelor celulelor musculare la glucoză, iar relaţia dintre glicoliză şi gluconeogeneză este restabilită. Insulina controlează aceste procese la nivel genetic ca inductor al sintezei enzimelor cheie ale glicolizei: hexokinaza, fosfofructokinaza și piruvat kinaza. Insulina induce, de asemenea, sinteza glicogen sintaza. În același timp, insulina acționează ca un represor al sintezei enzimelor cheie ale gluconeogenezei. Trebuie remarcat faptul că glucocorticoizii servesc ca inductori ai sintezei enzimelor de gluconeogeneză. În acest sens, cu insuficiența insulară și menținerea sau chiar creșterea secreției de corticosteroizi (în special, în diabet), eliminarea influenței insulinei duce la creștere bruscă sinteza si concentrarea enzimelor gluconice

Există două puncte principale în patogeneza diabetului zaharat:

1) producție insuficientă de insulină de către celulele endocrine ale pancreasului,

2) perturbarea interacțiunii insulinei cu celulele țesuturilor corpului (rezistența la insulină) ca urmare a unei modificări a structurii sau a scăderii numărului de receptori specifici pentru insulină, a unei modificări a structurii insulinei în sine sau a unei încălcarea mecanismelor intracelulare de transmitere a semnalului de la receptori la organele celulei.

Există predispoziție ereditară la diabet zaharat. Dacă unul dintre părinți este bolnav, atunci probabilitatea de a moșteni diabetul de tip 1 este de 10%, iar diabetul de tip 2 este de 80%.

Insuficiență pancreatică (diabet zaharat de tip 1) Primul tip de tulburare este caracteristic diabetului de tip 1 (denumirea învechită este diabetul insulino-dependent). Punctul de plecare în dezvoltarea acestui tip de diabet este distrugerea masivă a celulelor endocrine ale pancreasului (insulite Langerhans) și, în consecință, o scădere critică a nivelului de insulină din sânge. Moartea în masă celule endocrine ale pancreasului pot apărea în cazul infecții virale, boli oncologice, pancreatită, leziuni toxice ale pancreasului, stări stresante, diverse boli autoimune în care celulele sistem imunitar produc anticorpi împotriva celulelor β pancreatice, distrugându-le. Acest tip de diabet, în marea majoritate a cazurilor, este tipic pentru copii și persoane fizice tineri(până la 40 de ani). La om, această boală este adesea determinată genetic și cauzată de defecte ale unui număr de gene situate pe cromozomul al 6-lea. Aceste defecte predispun organismul la agresiune autoimună față de celulele pancreatice și afectează negativ capacitatea de regenerare a celulelor β. Baza deteriorării celulelor autoimune este deteriorarea acestora de către orice agenți citotoxici. Această leziune determină eliberarea de autoantigene, care stimulează activitatea macrofagelor și a T-killers-ului, care, la rândul său, duce la formarea și eliberarea de interleukine în sânge în concentrații care au efect toxic asupra celulelor pancreatice. Celulele sunt, de asemenea, deteriorate de macrofagele situate în țesuturile glandei. De asemenea, factorii provocatori pot fi hipoxia prelungită a celulelor pancreatice și carbohidrații mari, bogat in grasimiși o dietă săracă în proteine, care duce la scăderea activității secretoare a celulelor insulare și, pe termen lung, la moartea acestora. După declanșarea morții celulare masive, este declanșat mecanismul leziunii lor autoimune.

Insuficiență extrapancreatică (diabet zaharat de tip 2). Diabetul de tip 2 (denumirea învechită este diabetul non-insulino-dependent) se caracterizează prin tulburările specificate la paragraful 2 (vezi mai sus). În acest tip de diabet, insulina este produsă în mod normal sau chiar cantități crescute, cu toate acestea, mecanismul de interacțiune al insulinei cu celulele corpului este perturbat (rezistența la insulină). Principala cauză a rezistenței la insulină este o disfuncție a receptorilor membranari de insulină în obezitate (principalul factor de risc, 80% dintre pacienții cu diabet zaharat sunt supraponderali) - receptorii devin incapabili să interacționeze cu hormonul din cauza modificărilor structurii sau cantității lor. De asemenea, în unele tipuri de diabet de tip 2, structura insulinei în sine poate fi perturbată (defecte genetice). Alături de obezitate, varsta in varsta, obiceiuri proaste, hipertensiune arteriala, supraalimentare cronică, stil de viata sedentar viata sunt si factori de risc pentru diabetul de tip 2. În general, acest tip de diabet afectează cel mai adesea persoanele cu vârsta peste 40 de ani. S-a dovedit o predispoziție genetică la diabetul de tip 2, fapt dovedit de coincidența de 100% a prezenței bolii la gemenii homozigoți. În diabetul zaharat de tip 2, există adesea o perturbare a ritmurilor circadiene ale sintezei insulinei și o absență relativ lungă a modificărilor morfologice în țesuturile pancreatice. Boala se bazează pe accelerarea inactivării insulinei sau distrugerea specifică a receptorilor de insulină de pe membranele celulelor dependente de insulină. Distrugerea accelerată a insulinei are loc adesea în prezența anastomozelor portocave și, ca urmare, a fluxului rapid de insulină din pancreas la ficat, unde este rapid distrusă. Distrugerea receptorilor de insulină este o consecință proces autoimun, când autoanticorpii percep receptorii de insulină ca antigeni și îi distrug, ceea ce duce la o scădere semnificativă a sensibilității la insulină a celulelor dependente de insulină. Eficacitatea insulinei la aceeași concentrație în sânge devine insuficientă pentru a asigura un metabolism adecvat al carbohidraților.

Ca urmare, se dezvoltă tulburări primare și secundare.

Primar.

Încetinirea sintezei glicogenului

Încetinirea vitezei de reacție a gluconidazei

Accelerarea gluconeogenezei în ficat

Glucozurie

Hiperglicemie

Secundar

Scăderea toleranței la glucoză

Incetinirea sintezei proteinelor

Încetinirea sintezei acizilor grași

Accelerarea eliberării proteinelor și acizilor grași din depozit

Faza de secreție rapidă de insulină în celulele β este perturbată în timpul hiperglicemiei.

Ca urmare a tulburărilor în metabolismul carbohidraților, mecanismul de exocitoză în celulele pancreatice este perturbat, ceea ce, la rândul său, duce la agravarea tulburărilor în metabolismul carbohidraților. În urma tulburărilor metabolismului carbohidraților încep în mod natural să se dezvolte tulburări ale metabolismului grăsimilor și proteinelor.Indiferent de mecanismele de dezvoltare, o caracteristică comună a tuturor tipurilor de diabet este o creștere persistentă a nivelului de glucoză din sânge și tulburări metabolice ale țesuturilor corpului care nu mai sunt. capabil să absoarbă glucoza.

Incapacitatea țesuturilor de a utiliza glucoza duce la creșterea catabolismului grăsimilor și proteinelor cu dezvoltarea cetoacidozei.

O creștere a concentrației de glucoză din sânge duce la o creștere a presiunii osmotice din sânge, ceea ce provoacă pierderi grave de apă și electroliți în urină.

O creștere persistentă a concentrației de glucoză din sânge afectează negativ starea multor organe și țesuturi, ceea ce duce în cele din urmă la dezvoltarea unor complicații severe, cum ar fi nefropatia diabetică, neuropatia, oftalmopatia, micro- și macroangiopatia, tipuri diferite coma diabetică și altele.

La pacientii cu diabet zaharat se observa o scadere a reactivitatii sistemului imunitar si curs sever boli infecțioase.

Diabetul zaharat, cum ar fi, de exemplu boala hipertonică, este o boală eterogenă din punct de vedere genetic, fiziopatologic, clinic.

56. Mecanismul biochimic de dezvoltare a comei diabetice.57. Patogenia complicațiilor tardive ale diabetului zaharat (micro și macroangiopatii, retinopatie, nefropatie, cataractă).

Complicații tardive Diabetul zaharat reprezintă un grup de complicații care durează luni, și în majoritatea cazurilor ani, pentru a se dezvolta.

Retinopatia diabetică este afectarea retinei sub formă de microanevrisme, hemoragii punctiforme și pete, exsudate dure, edem și formarea de noi vase. Se termină cu hemoragii la nivelul fundului de ochi și poate duce la detașarea retinei. Etape inițiale retinopatia este detectată la 25% dintre pacienții cu nou diagnosticați diabetul zaharat Tip 2. Incidența retinopatiei crește cu 8% pe an, astfel încât după 8 ani de la debutul bolii, retinopatia este depistată la 50% dintre toți pacienții, iar după 20 de ani la aproximativ 100% dintre pacienți. Este mai frecventă în tipul 2, gradul de severitate a acestuia corelând cu severitatea neuropatiei. Motivul principal orbire la persoanele de vârstă mijlocie și în vârstă.

Micro- și macroangiopatia diabetică - permeabilitate vasculară afectată, fragilitate crescută, tendință la tromboză și dezvoltarea aterosclerozei (apare precoce, sunt afectate predominant vasele mici).

Polineuropatia diabetică - cel mai adesea sub formă de neuropatie periferică bilaterală de tip „mănuși și ciorapi”, începând de la extremitățile inferioare. Pierderea durerii și a sensibilității la temperatură este cea mai mare factor importantîn dezvoltarea ulcerelor neuropatice și a luxațiilor articulare. Simptomele neuropatiei periferice includ amorțeală, senzație de arsură sau parestezie care începe în zonele distale ale membrului. Simptomele se agravează de obicei noaptea. Pierderea senzației duce la răni ușoare.

Nefropatia diabetică este afectarea rinichilor, mai întâi sub formă de microalbuminurie (excreția proteinei albuminei în urină), apoi proteinurie. Conduce la dezvoltarea insuficienței renale cronice.

Artropatie diabetică - dureri articulare, „scârțâit”, mobilitate limitată, scăderea cantității de lichid sinovial și creșterea vâscozității acestuia.

Oftalmopatie diabetică - dezvoltarea precoce a cataractei (încețoșarea cristalinului), retinopatie (lezarea retinei).

Encefalopatie diabetică - modificări mentale și ale dispoziției, labilitate emoțională sau depresie.

Piciorul diabetic este o leziune a picioarelor unui pacient cu diabet zaharat sub formă de procese purulent-necrotice, ulcere și leziuni osteoarticulare, care apare pe fondul modificărilor în nervi periferici, vasele de sânge, pielea și țesuturile moi, oasele și articulațiile. Este cauza principală a amputațiilor la pacienții cu diabet.

Coma diabetică este o afecțiune care se dezvoltă din cauza lipsei de insulină din organism la pacienții cu diabet.

Comă hipoglicemică - din lipsa zahărului din sânge - Coma hipoglicemică se dezvoltă atunci când nivelul zahărului din sânge scade sub 2,8 mmol/l, care este însoțit de excitarea simpaticului sistem nervosși disfuncții ale SNC. Cu hipoglicemie, coma se dezvoltă acut, pacientul simte frisoane, foame, tremurături în organism, își pierde cunoștința și, ocazional, apar convulsii scurte. Odată cu pierderea conștienței, se observă transpirație abundentă: pacientul este ud, „cel puțin strângeți-l”, transpirație rece.

Comă hiperglicemică - din excesul de zahăr din sânge - coma hiperglicemică se dezvoltă treptat, peste o zi sau mai mult, este însoțită de gură uscată, pacientul bea mult, dacă în acest moment faceți un test de zahăr din sânge; apoi indicatorii sunt mariti (in mod normal 3,3-5,5 mmol/l) de 2-3 ori.Aparitia lui este precedata de stare de rau, pierderea poftei de mancare, durere de cap, constipație sau diaree, greață, uneori dureri abdominale și uneori vărsături. Dacă tratamentul nu este început în timp util în perioada inițială de dezvoltare a unei comei diabetice, pacientul intră într-o stare de prostrație (indiferență, uitare, somnolență); conștiința lui este întunecată. Trăsătură distinctivă coma este că, pe lângă pierderea completă a conștienței, pielea este uscată, caldă la atingere, respirația miroase a mere sau acetonă, puls slab, scăderea presiunea arterială. Temperatura corpului este normală sau ușor crescută. Globii oculari moale la atingere.

Sinteza lipidelor și carbohidraților în celulă

Lipideleau foarte mare importanțăîn metabolismul celular. Toate lipidele sunt compuși organici, insolubili în apă, prezenți în toate celulele vii. Trebuie remarcat faptul că, în funcție de funcțiile lor, lipidele sunt împărțite în trei grupuri:

- lipide structurale si receptori ale membranelor celulare

- „depozitul” energetic al celulelor și organismelor

- vitamine si hormoni din grupa lipidelor

Baza lipidelor este acid gras(saturat și nesaturat) și alcool organic - glicerol. Obținem cea mai mare parte a acizilor grași din alimente (animale și vegetale). Grăsimile animale sunt un amestec de acizi grași saturati (40-60%) și nesaturați (30-50%). Grăsimi vegetale sunt cele mai bogate (75-90%) în acizi grași nesaturați și sunt cele mai benefice pentru organismul nostru.

Cea mai mare parte a grăsimilor este folosită pentru metabolismul energetic, descompus de enzime speciale - lipaze și fosfolipaze. Rezultatul sunt acizi grași și glicerol, care sunt ulterior utilizați în reacțiile de glicoliză și ciclul Krebs. Din punct de vedere al formării moleculelor de ATP - grăsimile formează baza rezervelor de energie ale animalelor și ale oamenilor.

Celula eucariotă primește grăsimi din alimente, deși poate sintetiza ea însăși majoritatea acizilor grași ( cu excepţia a două de neînlocuit– linoleic și linolenic). Sinteza începe în citoplasma celulelor cu ajutorul unui complex complex de enzime și se termină în mitocondrii sau reticulul endoplasmatic neted.

Produsul de pornire pentru sinteza majorității lipidelor (grăsimi, steroizi, fosfolipide) este o moleculă „universală” – acetil-coenzima A (activată acid acetic), care este un produs intermediar al majorității reacțiilor catabolice din celulă.

Există grăsimi în orice celulă, dar sunt mai ales multe dintre ele în special celule adipoase – adipocite, formând țesut adipos. Metabolismul grăsimilor din organism este controlat de hormoni pituitari speciali, precum și de insulină și adrenalină.

Carbohidrați(monozaharide, dizaharide, polizaharide) sunt cei mai importanți compuși pentru reacțiile de metabolism energetic. Ca urmare a defalcării carbohidraților, celula primește cel mai energie și compuși intermediari pentru sinteza altor compuși organici (proteine, grăsimi, acizi nucleici).

Celula și corpul primesc cea mai mare parte a zaharurilor din exterior - din alimente, dar pot sintetiza glucoza și glicogenul din compuși non-carbohidrați. Substraturi pentru tipuri diferite Sinteza carbohidraților include molecule de acid lactic (lactat) și acid piruvic (piruvat), aminoacizi și glicerol. Aceste reacții au loc în citoplasmă cu participarea unui întreg complex de enzime - glucozo-fosfataze. Toate reacțiile de sinteză necesită energie - sinteza unei molecule de glucoză necesită 6 molecule de ATP!

Volumul principal al sintezei de glucoză are loc în celulele ficatului și rinichilor, dar nu apare în inimă, creier și mușchi (nu există enzime necesare acolo). Din acest motiv, tulburările metabolismului carbohidraților afectează în primul rând funcționarea acestor organe. Metabolismul carbohidraților este controlat de un grup de hormoni: hormoni pituitari, hormoni glucocorticosteroizi ai glandelor suprarenale, insulina și glucagonul pancreasului. Încălcări echilibru hormonal metabolismul carbohidraților duce la dezvoltarea diabetului.

Am trecut în revistă pe scurt principalele părți ale metabolismului plastic. Puteți face un rând concluzii generale:

Sinteza lipidelor și carbohidraților în celulă - concept și tipuri. Clasificarea și caracteristicile categoriei „Sinteza lipidelor și carbohidraților în celulă” 2017, 2018.

Reacțiile de biosinteză a lipidelor pot apărea în reticulul endoplasmatic neted al celulelor tuturor organelor. Substrat pentru sinteza grăsimilor de novo este glucoza.

După cum se știe, atunci când glucoza intră în celulă, este transformată în glicogen, pentoze și oxidată în acid piruvic. Când aportul este mare, glucoza este utilizată pentru a sintetiza glicogenul, dar această opțiune este limitată de volumul celular. Prin urmare, glucoza „cade prin” în glicoliză și este transformată în piruvat fie direct, fie prin șuntul de pentoză fosfat. În al doilea caz, se formează NADPH, care ulterior va fi necesar pentru sinteza acizilor grași.

Piruvatul trece în mitocondrii, este decarboxilat în acetil-SCoA și intră în ciclul TCA. Cu toate acestea, capabil pace, la concediu de odihna, în prezența cantității în exces energieîn celulă, reacțiile ciclului TCA (în special, reacția izocitrat dehidrogenază) sunt blocate de excesul de ATP și NADH.

Schema generală a biosintezei triacilglicerolilor și colesterolului din glucoză

Oxaloacetatul, format și din citrat, este redus de malat dehidrogenază la acid malic și returnat mitocondriilor

• printr-un mecanism de navetă malat-aspartat (nu este prezentat în figură),
• după decarboxilarea malatului la piruvat Enzima malik dependentă de NADP. NADPH rezultat va fi folosit în sinteza acizilor grași sau a colesterolului.