ОБМЕН ВЕЩЕСТВ
Обмен углеводов
Основная роль углеводов определяется их энергетической
функцией. Глюкоза крови является непосредственным источником энергии в
организме. Быстрота ее распада и окисления, а также возможность быстрого
извлечения из депо обеспечивают экстренную мобилизацию энергетических
ресурсов при стремительно нарастающих затратах энергии в случаях
эмоционального возбуждения, при интенсивных мышечных нагрузках и др.
Уровень глюкозы в крови составляет 3,3—5,5 ммоль/л (60—
100 мг%) и является важнейшей гомеостатической константой организма. Особенно
чувствительной к понижению уровня глюкозы в крови (гипогликемия) является
ЦНС. Незначительная гипогликемия проявляется общей слабостью и быстрой
утомляемостью. При снижении уровня глюкозы в крови до 2,2—1,7 ммоль/л (40— 30
мг%) развиваются судороги, бред, потеря сознания, а также вегетативные
реакции: усиленное потоотделение, изменение просвета кожных сосудов и др. Это
состояние получило название «гипогликемическая кома». Введение в кровь
глюкозы быстро устраняет данные расстройства.
Изменения углеводов в организме. Глюкоза, поступающая в
кровь из кишечника, транспортируется в печень, где из нее синтезируется
гликоген. При перфузии изолированной печени раствором, содержащим глюкозу,
количество гликогена в ткани печени увеличивается.
Гликоген печени представляет собой резервный, т. е.
отложенный в запас, углевод. Количество его может достигать у взрослого
человека 150—200 г. Образование гликогена при относительно медленном
поступлении глюкозы в кровь происходит достаточно быстро, поэтому после
введения небольшого количества углеводов повышения содержания глюкозы в крови
(гипергликемия) не наблюдается. Если же в пищеварительный тракт поступает
большое количество легко расщепляющихся и быстро всасывающихся углеводов,
содержание глюкозы в крови быстро увеличивается. Развивающуюся при этом
гипергликемию называют алиментарной, иначе говоря — пищевой. Ее результатом
является глюкозурия, т. е. выделение глюкозы с мочой, которое наступает в том
случае, если уровень глюкозы в крови повышается до 8,9— 10,0 ммоль/л (160—180
мг%).
При полном отсутствии углеводов в пище они образуются в
организме из продуктов распада жиров и белков.
По мере убыли глюкозы в крови происходят расщепление
гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь (мобилизация гликогена).
Благодаря этому сохраняется относительное постоянство содержания глюкозы в
крови.
Гликоген откладывается также в мышцах, где его содержится
около 1—2%. Количество гликогена в мышцах увеличивается в случае обильного
питания и уменьшается во время голодания. При работе мышц под влиянием
фермента фосфорилазы, которая активируется в начале мышечного сокращения,
происходит усиленное расщепление гликогена, являющегося одним из источников
энергии мышечного сокращения.
Захват глюкозы разными органами из притекающей крови
неодинаков: мозг задерживает 12% глюкозы, кишечник— 9%, мышцы — 7%, почки —
5% (Е. С. Лондон).
Распад углеводов в организме животных происходит как бескислородным
путем до молочной кислоты (анаэробный гликолиз), так и путем окисления продуктов
распада углеводов до СО2 и Н2O.
Регуляция обмена углеводов. Основным параметром
регулирования углеводного обмена является поддержание уровня глюкозы в крови
в пределах 4,4—6,7 ммоль/л. Изменение содержания глюкозы в крови
воспринимается глюкорецепторами, сосредоточенными в основном в печени и
сосудах, а также клетками вентромедиального отдела гипоталамуса. Показано
участие ряда отделов ЦНС в регуляции углеводного обмена.
Клод Бернар еще в 1849 г. показал, что укол продолговатого
мозга в области дна IV желудочка (так называемый сахарный укол) вызывает
увеличение содержания глюкозы (сахара) в крови. При раздражении гипоталамуса
можно получить такую же гипергликемию, как и при уколе в дно IV желудочка.
Роль коры головного мозга в регуляции уровня глюкозы крови иллюстрирует
развитие гипергликемии у студентов во время экзамена, у спортсменов перед
ответственными соревнованиями, а также при гипнотическом внушении.
Центральным звеном регуляции углеводного и других видов обмена и местом
формирования сигналов, управляющих уровнем глюкозы, является гипоталамус.
Отсюда регулирующие влияния реализуются вегетативными нервами и гуморальным
путем, включающим эндокринные железы.
Выраженным влиянием на углеводный обмен обладает инсулин —
гормон, вырабатываемый β-клетками островковой ткани поджелудочной
железы. При введении инсулина уровень глюкозы в крови снижается. Это
происходит за счет усиления инсулином синтеза гликогена в печени и мышцах и
повышения потребления глюкозы тканями организма. Инсулин является единственным
гормоном, понижающим уровень глюкозы в крови, поэтому при уменьшении секреции
этого гормона развиваются стойкая гипергликемия и последующая глюкозурия
(сахарный диабет, или сахарное мочеизнурение).
Увеличение уровня глюкозы в крови возникает при действии
нескольких гормонов. Это глюкагон, продуцируемый альфа-клетками островковой
ткани поджелудочной железы; адреналин — гормон мозгового слоя надпочечников; глюкокортикоиды
— гормоны коркового слоя надпочечника; соматотропный гормон гипофиза;
тироксин и трийодтиронин — гормоны щитовидной железы. В связи с однонаправленностью
их влияния на углеводный обмен и функциональным антагонизмом по отношению к
эффектам инсулина эти гормоны часто объединяют понятием «контринсулярные
гормоны».
|